370光年先で“水を運ぶ彗星”の痕跡。若い惑星系にナトリウムが出たり消えたり

地球から約370光年離れた若い恒星PDS 70の周りで、別の太陽系の彗星「系外彗星」が内側へ飛び込み、水や揮発性物質を運んでいる可能性が見つかりました。

手掛かりは彗星そのものの写真ではなく、星の光に現れたナトリウムガスです。ガスは数日の間に現れたり消えたりし、星へ近づいて蒸発する彗星の振る舞いと合います。

約500万歳の“太陽系の赤ちゃん”

PDS 70は誕生から約500万年で、少なくとも二つの巨大ガス惑星を持ちます。恒星は太陽より少し低温で、2023年には星に近い領域で水蒸気も確認されました。

研究チームは2018年の分光観測を解析し、恒星に対して秒速数キロで動くナトリウムガスを検出しました。吸収線が夜ごとに変化するのは、氷を含む小天体が星の前を通り、熱で表面物質を昇華させたためだと考えられます。

比較的太陽に似た低温の恒星で系外彗星の兆候が見つかったのは初めてで、活動が提案された惑星系としても最も若い例です。

巨大惑星が彗星を内側へ投げる

軌道シミュレーションでは、系の外側にある小天体が巨大惑星の重力を受け、恒星へ近づく軌道へ送られ得ることが示されました。冷たい外側で氷を蓄えた彗星が、惑星形成の進む内側へ水を届ける経路になります。

ただしナトリウムの変化は間接証拠で、個々の彗星や水の輸送量を直接測ったわけではありません。地球の水も彗星だけでなく、水を含む小惑星など複数の起源が考えられています。