アロコスやその他のカイパーベルト天体には自然のままの氷が含まれていることが研究で示唆されている

ブラウン大学とSETI研究所の惑星科学者の二人組は、NASAのニューホライズンズミッションによる2019年1月1日のフライバイの目標となったカイパーベルト天体(486958)アロコスの深部に古代の氷が蓄えられている可能性があることを発見した。数十億年前にその物体が最初に形成されたとき。 研究者らは、彗星がどのように進化するかを研究するために開発した新しいモデルを使用して、この忍耐力の偉業はアロコスに特有のものではなく、カイパーベルトの多くの天体にも、彗星が形成した古代の氷が含まれている可能性があることを示唆している。

ブラウン大学の惑星科学者サム・バーチ博士は、「私たちは、かなり単純な数学的モデルを使った研究で、原始的な氷をこれらの天体の内部深くに長期間閉じ込めておくことができることを示しました」と述べた。 。

「私たちのコミュニティのほとんどは、これらの氷はとうの昔に失われるべきだと考えていましたが、今ではそうではないかもしれないと私たちは考えています。」

これまで、惑星科学者たちは、これらの宇宙の岩石上の氷が時間の経過とともにどうなるかを解明するのに苦労していました。

この新しい研究は、一酸化炭素と同じくらい温度に敏感な氷の寿命を説明できていない、広く使用されている熱進化モデルに疑問を投げかけるものである。

バーチ博士とSETI研究所の研究者オルカン・ウムルハン氏が研究のために作成したモデルはこの変化を説明しており、これらの物体の揮発性の高い氷がこれまで考えられていたよりもずっと長く残留することを示唆している。

「私たちが基本的に言いたいのは、アロコスは非常に低温であるため、より多くの氷が昇華するには、つまり内部の液相を飛ばして固体から直接気体になるためには、最初に昇華した気体がその多孔質を通って外側に移動する必要があるということです。スポンジのような内部です」とバーチ博士は言いました。

「重要なのは、ガスを移動させるには氷も昇華する必要があるということです。そのため、得られる結果はドミノ効果です。アロコス内では温度が下がり、氷の昇華が減り、ガスの移動が減り、さらに寒くなる、という具合です。」 」

「最終的には、すべてが実質的に停止し、ガスで満たされた物体が残り、ゆっくりと流れ出てきます。」

この研究は、カイパーベルト天体が休眠中の「氷爆弾」として機能し、軌道の変化によって太陽に近づき、熱で不安定になるまでの数十億年間、内部に揮発性ガスを保存する可能性があることを示唆している。

この新しいアイデアは、カイパーベルトのこれらの氷の物体が初めて太陽に近づいたときになぜ激しく噴火するのかを説明するのに役立つかもしれない。

突然、それらの内部の冷たいガスが急速に加圧され、これらの物体は彗星に進化します。

「重要なことは、人々がこれらの非常に冷たく古い物体に対して数十年にわたって想定してきた物理モデルの重大な誤りを修正したということです」とウムルハン博士は述べた。

「この研究は、彗星の内部進化と活動理論を再評価するための最初の動きとなる可能性があります。」

全体として、この研究は既存の予測に疑問を投げかけ、彗星の性質とその起源を理解するための新たな道を切り開きます。

D.バーチとウムルハン博士は、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星から少なくとも80グラムの表面物質を採取し、分析のために地球に戻すというNASAの彗星宇宙生物学探査サンプルリターン(CAESAR)ミッションの共同研究者である。

この研究の結果は、CAESAR の探査およびサンプリング戦略の指針となり、彗星の進化と活動についての理解を深めるのに役立つ可能性があります。

「太陽系の外側には、小さな天体に閉じ込められたこれらの原始的な物質の巨大な貯蔵庫が存在する可能性があります。これらの物質は、私たちが観察できるよう噴出するのをただ待っているか、私たちが回収して持ち帰ることができるまで極度の凍結状態にあるのです」地球です」とバーチ博士は言いました。

研究が雑誌に掲載される イカロス。

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サミュエル PD バーチ & オーカン M. 年齢。 2024年。486958アロコス内にCO氷とガスが滞留。 イカロス 413: 116027; 土井: 10.1016/j.icarus.2024.116027