はやぶさ2が2031年に着く直径11メートルの小惑星は、「隠れた彗星」ではなさそうだ。温度を計算すると、いちばん冷たい場所でも氷が残れる限界より70度近く暖かかった

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はやぶさ2が2031年に到着する予定の小惑星 1998 KY26 は、直径およそ11メートルの小さな岩だ。この天体には、太陽の重力だけでは説明のつかない「余分な加速」があり、見えないガスを噴いて自分を押している隠れた彗星、いわゆるダークコメットではないかという見方があった。ジョージア工科大学のコービン・ハンセン（Korbin Hansen）さんと平林正稔（Masatoshi Hirabayashi）さんが、この天体の温度を計算したところ、氷が残るには暖かすぎるという結果が出た。論文は Icarus に掲載された（2027年2月号、オンライン先行）。

素直に動かない小惑星

小惑星の軌道は、太陽と惑星の重力でほぼ決まる。それに加えて、太陽の光を受けて温まった面が熱を放つときの小さな反動（ヤルコフスキー効果）など、光がらみの弱い力が効く。1998 KY26 の動きは、そうした既知の力を全部足しても合わない。軌道の面に垂直な向きに、余分な加速が見えているのだ。

こういう「重力以外の加速」は、彗星ではおなじみの現象だ。彗星の氷が太陽に温められて昇華し、ガスになって噴き出すと、その反動で軌道が少しずれる。ところが 1998 KY26 には、彗星らしい尾もコマ（頭の周りのもや）も見えない。そこで考えられたのが、ガスは噴いているのに目に見える塵をほとんど出さない、ダークコメットという可能性だった。見かけは小惑星、中身は彗星、というわけである。

この天体はもう一つ、変わった点がある。自転がとても速い。ScienceAlert の紹介記事によれば、1回転に5分35秒しかかからない。これほど速く回ると、表面近くでは遠心力が重力を上回る。砂や小石をのせておくことさえ難しい、ほとんど一枚岩の天体ということになる。

温度を測れば、身分が分かる

彗星と小惑星を分けるのは、結局のところ氷があるかどうかだ。だから、天体の温度が分かれば、氷が中に残れるかどうかを判定できる。ハンセンさんと平林さんは、1998 KY26 について分かっていること、すなわち大きさ、軌道、太陽光の反射率、ありそうな組成を組み合わせて、表面から内部までの温度の分布を計算した。

埋もれた水の氷が長い時間にわたって生き残るには、温度がおおむね145ケルビン（マイナス128度）を下回っている必要がある。計算の結果、1998 KY26 でいちばん冷たい領域でさえ、太陽を1周する間の平均温度は少なくとも212ケルビン（マイナス61度）あった。人間には死ぬほど寒いが、彗星の氷にとっては暖かすぎる。

チームの見積もりでは、仮に水の氷が天体の質量の1パーセントを占めていたとしても、この温度なら2,000年あまりで全部なくなる。そして、観測されている加速をガスの噴出で説明しようとすると、必要な噴出量は大きく、氷はわずか62年で尽きてしまう。1998 KY26 は何十億年もの歴史を持つ天体だから、いまもガスを噴いている彗星だと考えるのは無理がある、というのがこの論文の筋道だ。研究チームは、水の噴出率は埋もれた氷を保てないほど高くなるはずだと書いている。

はやぶさ2が2031年に着く直径11メートルの小惑星は、「隠れた彗星」ではなさそうだ。温度を計算すると、いちばん冷たい場所でも氷が残れる限界より70度近く暖かかった

それでは、何が押しているのか

上の絵は研究の内容をもとにした想像図である。氷でないとすると、余分な加速の正体は何か。ScienceAlert は、太陽の光そのものの圧力が有力だと伝えている。光が当たって温まった面から熱が放たれるときの反動は弱い力だが、直径11メートルという小ささなら、軌道をずらすには十分かもしれない。

別の筋からも、同じ方向を指す結果が出ている。2025年に The Astronomical Journal に載ったブライス・ボリン（Bryce T. Bolin）さんらの観測では、ケック望遠鏡とジェミニ北望遠鏡で2024年6月に見た 1998 KY26 には塵のコマの痕跡がなく、スペクトルは Xe 型という小惑星の型に近かった。ボリンさんらは、この天体が小惑星帯の内側で生まれたとみて、加速の原因は水の昇華ではなく、速い自転で表面から大きめの塵の粒がこぼれ落ちることではないかと仮説を立てている。2026年5月の Astronomy & Astrophysics では、カナリア天体物理研究所の Eri Tatsumi さんらが、1998 KY26 はエンスタタイトに似た組成で、小惑星帯のニサ族から来たとする結果を出した。

ただし、今回の論文にも留保はある。1998 KY26 がいまの軌道に落ち着いてからどれだけの時間がたったのかは分かっていない。もし最近になって太陽に近い軌道へ移ってきたのなら、まだ氷が残っている可能性はゼロではない。ハンセンさんと平林さんの計算が言えるのは、「長い間この軌道にいたのなら、氷はもう無い」ということまでだ。

答え合わせは2031年

この天体がほかの小さな小惑星と違うのは、探査機が実際に向かっていることだ。はやぶさ2は2020年12月に小惑星リュウグウの試料を地球に届けたあと、残っていたイオンエンジンの燃料を使って拡張ミッションに入った。JAXA のページによれば、目的は地球に衝突するおそれのある小さな小惑星の性質と、その近くでの運用のしかたを知ることで、惑星防御への貢献が掲げられている。今年7月には途中の小惑星トリフネのそばを高速で通過し、2027年と2028年に地球スイングバイを行って、2031年7月に 1998 KY26 へ到着する計画だ。トリフネのフライバイについては、当ブログでも事前の記事を書いている。

今回の論文の著者の一人、平林さんは、そのトリフネのフライバイで目標天体の選定と探査機の最終的な姿勢・軌道の設計にかかわった研究者でもある。到着すれば、探査機がたどり着いた天体としては史上最小の記録になる。直径11メートル、5分半で1回転する岩に探査機を寄せるのは、リュウグウとはまったく違う難しさがある。JAXA は、高速で自転する天体の表面近くでターゲットマーカーがどう振る舞うかを調べることも科学目標に挙げている。

なお、1998 KY26 の大きさと自転については、情報の時期によって数字が違う。JAXA の拡張ミッションのページは直径を数十メートル、自転周期を約10分と書いているが、これは1998年の発見当初の光度観測にもとづく値で、2024年以降の大型望遠鏡の観測は直径を10〜11メートルほどと見積もっている。ScienceAlert が書く5.35分という自転周期も、新しい観測にもとづく値だ。温度の計算は直径11メートルを前提にしているので、到着して実物の大きさが分かれば、計算の前提そのものも確かめられる。加速の正体が氷なのか、光の圧力なのか、こぼれ落ちる塵なのか。2031年の夏に、探査機が答えを持ち帰る。

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