[비즈한국] 2024年12月27日、チリにある自動小惑星警報望遠鏡ATLASが小惑星「2024YR4」を捕捉した。その後まもなく、この小惑星は2032年に地球と衝突する可能性が3％を超えるとして注目を集めた。当初の大きさは50〜100mの間と推定されたが、これは1908年にシベリアの森林地帯を壊滅させた謎のツングースカ大爆発を引き起こした小惑星のサイズに匹敵する。まさに恐ろしいニュースだった。地球が再び激しい衝突に見舞われるのではないかという恐怖が漂った。
幸い、その後の追加観測の結果、地球衝突の可能性は事実上ゼロになった。しかし今度は、地球の代わりに月に衝突する可能性が4.3％まで急騰した。結局、2024YR4は地球であれ月であれ、少なくともどちらか一方を狙っているように見えた。
この小惑星が最初に発見されてから1年以上の時が流れた。これほどの期間があれば、地球近傍を高速で移動する小惑星の軌道をより正確に追跡するには十分すぎるほど有意義な時間だ。その間、2024YR4の軌道はリアルタイムで変化した。果たしてこの小惑星は、今もなお我々の地球と月を狙っているのだろうか？
2024YR4が最初に注目された理由は、小惑星の危険度を示すトリノスケールが史上初めて3段階まで上がったからだ。地球全体が崩壊するレベルではないものの、地球がいついかなる時も予期せぬ突然の危機に直面し得るということを再認識させられた事件だった。不安を感じた天文学者たちは、急いでこの小惑星の挙動を追跡し始めた。地上のジェミニ・サウスやVLTのような巨大望遠鏡が、貴重な観測時間を割いて一斉に2024YR4を追いかけた。その結果、興味深い事実が明らかになった。
この小惑星を最初に発見した際は、単純に丸く歪んだ形だと考えられていた。しかし、確認された追加の形状は、より平たく、押しつぶされたジャガイモに近いものだった。これを突き止められたのは、小惑星が高速で自転しているおかげだ。この小惑星は、約20分という非常に短い周期でその場で回転しながら動いている。形状が非対称であるため、自転に伴って地球から見た小惑星の断面積も変化し、地球から見た明るさも周期的に変動する。それを通じて、小惑星がどれほど丸いか、あるいはどれほど歪んでいるかがわかるのだ。
さらに興味深いのは、この小惑星が太陽の周りを回る公転方向とは逆方向に自転する「逆行自転」をしているという点だ。これは小惑星の軌道変化に大きな影響を与える。小惑星の表面に太陽光が当たると、表面が加熱されて熱が放出される。熱が放出される反対方向には、小惑星を微細に押し出す小さな推進力が生まれる。少し面白い表現をするなら、太陽光が熱すぎるために、反対側へごくわずかに動いているような感覚だ。これをヤルコフスキー効果と呼ぶ。
一般的に、公転と自転の方向が一致する小惑星は、ヤルコフスキー効果によって本来の場所から太陽系の外側へ押し出され、軌道が拡大する。しかし、2024YR4は公転と自転が正反対の逆行自転をしているため、ヤルコフスキー効果によって本来滞在していた火星と木星の間の小惑星帯から、かえって太陽系内部へと入り込んでいる最中なのだ。このようなケースは珍しい。
幸い、2025年を過ぎてからこの小惑星が地球と衝突する可能性はゼロに収束した。もはや安心してもよさそうだ。その代わり、月に衝突する確率が一時は3～4％まで急騰した。地球から遠く離れた月に衝突するのだから我々とは関係ないと思うかもしれないが、そうとは言い切れない。単純計算によると、月面でTNT換算650万トンに匹敵するエネルギーが爆発する可能性がある。昼間でも肉眼で十分確認できるほど、月面で明るい閃光が走るだろう。もちろん、月全体が破壊されるわけではない。その代わり、月面に直径1kmに迫る巨大なクレーターができる様子を目の当たりにすることになるだろう。
実はより大きな問題は、破壊された月面の破片がしばらくの間、地球周辺を覆ってしまうということだ。最大10万トンに達する月の岩石が粉塵化し得る。そしてそのうちの10％近くが地球付近まで拡散する。地上に住む我々の頭上にまで落ちてくることは極めて稀だ。大半は地球の大気圏で微細な流星となって燃え尽きてしまうからだ。しかし、人工衛星にとっては致命的だ。突然、尖った月の塵やレゴリスの破片が太陽光パネルや電子機器に降り注ぎ、大きな混乱が起こる可能性がある。月から飛んできた小さな破片により、ケスラーシンドローム（人工衛星の連鎖衝突と爆発）が発生する状況も想像できる。
もう一つ別の懸念もある。このように破壊された月の破片が長い間地球付近を去らずに我々の視界を遮り続けるなら、地球は巨大な火山灰で視界が遮られた状態になる。そうなれば、長期間にわたり地球に届く太陽光の量が大きく減少することになる。映画『プロジェクト・ヘイル・メアリー』にあるような設定のように、突然地球の空の太陽が暗くなり、気候が氷結するような状況も想定できる。結局、我々としては、この小惑星が地球だけでなく月も無事に通り過ぎてくれることを願うしかない。
非常に幸いなことに、最も最近ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡が行った追加観測の結果は、我々を安心させてくれるものだった。今年2月、ジェイムズ・ウェッブは望遠鏡の性能限界に達するほどかろうじて見える2024YR4を捕捉した。これまで人類が観測した小惑星の写真の中で最も淡いレベルだ。より多くの瞬間を捉えたスナップショットは、小惑星の動きをより正しく把握させてくれる。そのおかげで、ようやくNASAはこの小惑星が地球だけでなく、月と衝突する可能性も0％になったと公式に発表した。
しかしもし本当に、万が一運悪くこの小惑星が地球や月に向かってきたとしたら、我々は無事だろうか？先立って別の二重小惑星ディモルフォスとディディモスに向かって探査機をぶつけ、小惑星の軌道変更を試みたDARTミッションの成功が、今も我々の唯一の希望だ。しかし、2024YR4の場合は少し状況が異なるかもしれない。
これほど高速で回転しているにもかかわらず小惑星が崩れたり破壊されたりしていないということは、小惑星を構成する岩石がかなり硬く固まっていることを意味する。かつて探査機が直接訪れたリュウグウやベンヌのように、単に砂利が集まった小惑星であれば、20分前後の短い周期で回転すれば四方八方に破片が散らばり、小惑星全体が破壊されていただろう。しかし、2024YR4はサイズが小さいにもかかわらず速い自転速度に耐えている。それはかなり硬い「石ころ」小惑星であることを意味する。下手に地球に落ちれば、破壊力が相当なものになると予想される。
だがこれが示しているのは、この小惑星がかなりの内部強度を持っているという点だ。つまり、もしこの天体がリュウグウやベンヌのような単純な瓦礫の山（ラブルパイル）であったなら、あれほど速く回転すればすでにバラバラに散らばっていたはずだ。速く自転しながらも一つの物体として維持されているということは、これが比較的高い密度と引張強度を持つ、一つの岩石塊だということになる。
では、何で構成されているのだろうか？現時点では、ケイ酸塩が豊富なS型、あるいは炭素化合物が比較的豊富なK型である可能性がある。この場合、組成、密度、タイプを把握することが非常に重要だ。我々が実際にこの天体の軌道を変えなければならない状況になったら、例えばNASAのDARTミッションのように何かを衝突させなければならない場合、その物体が何でできているかを知らなければ、軌道がどう変わるかを予測できないからだ。
研究者たちが知りたかったのは潜在的な軌道だけではなかった。この天体が正確にどこから来たのかも知りたがった。つまり小惑星帯から来たのか、それとも全く別の場所から来たのかを確認したかったのだ。
実際に現在は、この天体の既知の軌道を示す3次元地図を見ることもできる。その地図は、この物体が概ね火星と木星の間のどこかから来たことを示している。より正確に言えば、小惑星帯の中央部から来たものと思われる。天文学者にとっては、この点は少し異例だ。通常、地球軌道を横切る小惑星は、火星にはるかに近い小惑星帯の内側の領域から来る場合が多いからだ。
したがって、この小惑星は木星との重力相互作用によって位置が変わり、我々の方へ押し出されてきた可能性がある。木星はしばしば地球の守護者と呼ばれる。危険な岩石を多く掃き清め、いくつかの彗星が地球に衝突しないよう軌道を変えるからだ。しかし今回の場合、ほぼ正反対のことをしたように見える。重力スリングショットのように作用し、YR4をほぼ正確に地球方向へ投げ飛ばしてしまったわけだ。
しかし、自転特性のおかげで我々はこの天体についてもう少し多くのことを知っている。この小惑星は「逆行自転」をしているように見える。つまり、公転方向とは逆方向に回転しているのだ。これは、この天体がヤルコフスキー効果によって小惑星帯の中央部から内側へ移動したことを示唆している。
ヤルコフスキー効果とは、日光が物体の表面に当たった後に熱として再放出されながらごく微細な推進力を生み出し、その結果、数百万年、数千万年にわたって軌道が少しずつ変わる現象を指す。この現象は事実上、ほとんどの小惑星で発生する。これが小惑星の軌道を予測しにくい主な理由だ。太陽が長期間にわたって彼らの軌道を少しずつ変えるからである。
よし、これでこの岩石が何であり、どこから来たのかという基本はわかった。では、この天体の最終目的地はどこだろうか？地球だろうか、月だろうか、それともどこでもないのだろうか？
少なくとも現時点では、月も安全であり、地球も安全だ。少なくとも惑星間の宇宙リスクという側面ではそうだ。つまり、我々は地球上にすでに存在する問題だけを心配していればいい。
筆者ジ・ウンベは？猫と宇宙を愛する。幼少期に『銀河鉄道999』を見て、宇宙の美しさを伝えたいという夢を持つようになった。現在、世宗大学自由専攻学部助教授として、講演や執筆など様々な科学コミュニケーション活動を行っている。『毎日宇宙の一欠片』、『星が輝く宇宙の科学者たち』、『行けないがわかる』、『宇宙を見ると浮かび上がる奇妙な質問たち』などの著書があり、『本当の宇宙を旅するヒッチハイカーのためのガイド』、『私はどうして冥王星を殺したのか』、『クォンタム・ライフ』、『コスミグラフィック』などを翻訳した。