オウムアムアは宇宙人の探査機だったのか？謎の恒星間天体を考える

2017年、太陽系の外から一つの小さな天体が飛び込んできました。名前は「オウムアムア（1I/2017 U1）」。人類が初めて確認した恒星間天体です。

この天体が有名になったのは、単に「太陽系外から来た」からではありません。極端な明るさの変化、普通の彗星らしい尾が見えないこと、そして太陽を通過したあと、重力だけでは説明しきれないわずかな加速が観測されたこと。いくつもの変わった特徴が重なり、「もしかして宇宙人の探査機ではないか」という説まで登場しました。

では、本当に人工物だったのでしょうか。

現在までに確認されている証拠を追うと、僕は**「人工探査機だったと示す直接的な証拠はない。現時点では自然起源と考える方が妥当」**と整理するのがいちばん自然だと思います。ただ、話はそこで終わりません。オウムアムアには、今も完全には決着していない部分があります。

面白いのは、「宇宙人か、ただの岩か」という二択ではなく、何が実際に観測され、どこから仮説が始まったのかを分けてみることです。

オウムアムアは何がそんなに異常だったのか

オウムアムアは2017年10月19日、ハワイのPan-STARRS1望遠鏡で発見されました。観測を続けると、その軌道は太陽の重力に捕まって回り続ける楕円軌道ではなく、太陽系を通り抜けて再び恒星間空間へ去っていく双曲線軌道だと分かりました。

つまり、太陽系で生まれた天体が何かの拍子に外へ飛び出したのではなく、最初から太陽系の外からやって来たと考えるのが自然な軌道だったわけです。NASAも現在、オウムアムアを「別の恒星系から来たことが確認された最初の天体」と説明しています。NASAの解説でも、2017年の発見が恒星間天体研究の出発点として扱われています。

それだけでも十分に珍しいのですが、観測を重ねるとさらに変わった特徴が出てきました。

Karen J. Meech氏らが2017年にNatureで報告した研究では、オウムアムアは赤みを帯びた表面を持ち、明るさが大きく変動していました。研究チームはこの光度変化から、当時は長さと幅の比がおよそ10対1にもなる非常に細長い形を推定しています。Meech et al. (2017)です。

ただし、ここは少し注意が必要です。

僕らがよく見る「細長い葉巻のようなオウムアムア」の画像は、望遠鏡で形まで撮影した写真ではありません。実際のオウムアムアは小さく暗いため、点のようにしか観測できませんでした。形は、回転に伴って明るさがどれくらい変わるかをもとに推定されたものです。

そのため、「10対1の葉巻型が直接確認された」という理解は強すぎます。後の解析では別の形状モデルも検討され、Sergey Mashchenko氏の2019年の光度曲線モデルでは、円盤・スラブ状の形がより起こりやすい解として報告されました。とはいえ、これも光度変化を説明するモデルからの推定です。極端な形だった可能性は高いとしても、完成した設計図のように姿が分かっているわけではありません。

もう一つ大きかったのが、彗星らしい活動がはっきり見えなかったことです。

太陽に近づく彗星では、氷が温められてガスや塵が放出され、コマや尾が見えることがあります。ところが初期観測では、オウムアムアの周囲に目立ったコマや尾が確認されませんでした。Meech氏らの研究も、太陽へ0.25天文単位ほどまで近づいたにもかかわらず、明瞭な彗星活動が見えなかったと報告しています。

「太陽系の外から来た」「極端な形らしい」「尾がない」。ここまででも相当変わっています。そして後から、いちばん議論を呼ぶ特徴が加わりました。

「勝手に加速した」は本当か

オウムアムアを宇宙人説へ一気に近づけたのが、「重力だけでは説明できない加速」です。

2018年、Marco Micheli氏らはNatureに、オウムアムアの軌道を詳しく解析した研究を発表しました。Micheli et al. (2018)です。

天体の軌道は基本的に太陽や惑星の重力で決まります。しかし彗星の場合、太陽で温められてガスが噴き出すと、その反作用でごくわずかに軌道がずれることがあります。ロケットほど派手なものではありませんが、天文学では「非重力加速度」と呼ばれる現象です。

Micheli氏らは、地上望遠鏡やハッブル宇宙望遠鏡などの位置観測データを解析し、オウムアムアの動きが重力だけのモデルからずれていることを30σという高い統計的有意度で検出しました。加速度はおおむね太陽から外向きで、太陽との距離が増えるほど弱くなる形でした。

「重力だけでは説明できない加速」と聞くと、何かが自分で進んだように感じます。ですが、この観測だけでエンジンや操縦を意味するわけではありません。彗星でも非重力加速度は起こります。Micheli氏ら自身も、いくつかの説明を検討したうえで、彗星のようなアウトガスは物理的に成立しうる説明だとしました。

ややこしいのは、そのガスや塵が目立って見えなかったことです。

普通なら、ガスを噴き出して押されているなら何か見えるのでは、と考えたくなりますよね。実際、そこがオウムアムア最大の謎の一つになりました。

「加速しているのに、典型的な彗星らしい姿がない」。この組み合わせが、自然物以外の説明を考える余地を広げました。

ただ、ここでも「ガスが見えなかった」と「ガス放出が絶対になかった」は同じではありません。観測には検出限界がありますし、どの分子がどれだけ出ていたかによっても見え方は変わります。つまり、非重力加速度は確かな観測ですが、その原因は観測だけから一意には決まりません。

アヴィ・ローブの「ライトセイル説」は何を主張したのか

宇宙人説が単なるネットの噂で終わらなかったのは、研究者が実際に人工物の可能性へ踏み込んだからです。

2018年、Shmuel Bialy氏とHarvard大学のAbraham Loeb氏は、The Astrophysical Journal Lettersに「Could Solar Radiation Pressure Explain ‘Oumuamua’s Peculiar Acceleration?」という論文を発表しました。著者公開版はこちらで読めます。

彼らが考えたのは、オウムアムアの加速をガスではなく太陽光の放射圧で説明できないか、という案でした。

光には運動量があります。地球上ではほとんど気にならないほど小さな力ですが、宇宙空間では大きく薄い膜のような物体なら、太陽光を受けて少しずつ押されます。これを推進に使うのが「ライトセイル」や「ソーラーセイル」と呼ばれる考え方です。

Bialy氏とLoeb氏は、観測された加速度を太陽放射圧で説明するために必要な質量と面積の比を計算しました。その結果、面積のわりに非常に軽い物体である必要があり、薄いシートとして考えるなら厚さはおよそ0.3〜0.9ミリメートル程度になると見積もりました。

この計算が、「人工のライトセイルではないか」という議論につながりました。

ただ、原論文を読むと、少し印象が変わります。論文が直接示したのは、「この加速を太陽放射圧で説明するなら、このくらい小さな面密度が必要」という物理計算です。そして最後に、そのような薄い物体の起源として人工ライトセイルの可能性も議論した、という順番になっています。

「宇宙人の探査機だと証明した」のではありません。

人工物説は、観測から直接出てきた結論ではありません。観測された加速を説明するための仮説の一つとして提示されたものです。

しかも、放射圧で押されるほど薄い自然物が絶対に存在しないと証明されたわけでもありません。反対に、人工物なら当然こうなると確認されたわけでもない。必要条件を計算すると、人工ライトセイルのような物体と相性がよい、という段階です。

研究者が人工起源を議論したこと自体は事実です。ただし「研究者が論文で宇宙船だと断定した」という伝わり方になると、原論文よりかなり強くなります。

では自然物なら、何が押したのか

人工物説を評価するには、「人工物なら説明できるか」だけでなく、「自然物では本当に説明できないのか」を見なければいけません。

最初に有力視されたのは、やはり彗星のようなアウトガスです。Micheli氏らの2018年論文は、観測された加速に対して彗星的なガス放出が物理的に可能だとしました。

問題は、何を放出していたのかです。

その後もさまざまな自然モデルが提案されました。中でも2023年にNatureへ掲載されたJennifer B. Bergner氏とDarryl Z. Seligman氏の研究はかなり具体的です。Bergner & Seligman (2023)は、オウムアムアが恒星間空間を旅するあいだ、宇宙線によって水氷の内部に水素分子が生成・蓄積され、太陽へ近づいたときにその水素が放出されたのではないかと提案しました。

このモデルの狙いは分かりやすいです。

普通の彗星のように大量の塵や目立つガスを吹き出さなくても、軽い水素分子の放出なら、見た目には静かなまま非重力加速度を生み出せる可能性がある。もし成立するなら、「尾がないのに加速した」という二つの特徴を一つの自然現象でつなげられます。

ただし、この説明も「解決」と言い切れる状態ではありません。

同じ2023年、Niels F. W. Ligterink氏はNatureで、このモデルでは必要な量の水素を十分に作れない可能性があると批判しました。Ligterink (2023)です。これに対してBergner氏とSeligman氏も返信を出し、宇宙線による生成量や天体の年齢などに不確実性があると反論しています。

つまり、自然起源説の側でも「この一つの説明で完全決着」という状況ではありません。

ほかにも、窒素氷の破片、非常に低密度の塵の集合体など、別の自然モデルが提案されてきました。どれもオウムアムアの奇妙な特徴の一部を説明しようとしたものですが、観測データが少ないため、どれか一つを決定打として選ぶのは難しいままです。

自然説を並べてみると、結論は少し地味です。

「自然な説明がまだ完全ではない」ことと、「だから人工物である」ことの間には、大きな距離があります。

未知の自然現象や珍しい天体は、最初の一例ほど説明が難しくなります。オウムアムアはそもそも、人類が初めて詳しく観測した恒星間天体でした。太陽系内の小惑星や彗星の常識から外れていたとしても、それだけで人工物へ飛ぶことはできません。

人工物説を弱くする観測、まだ残る謎

もしオウムアムアが探査機だったなら、「技術の痕跡」は何かなかったのでしょうか。

Breakthrough Listenは、Green Bank Telescopeを使ってオウムアムアからの狭帯域電波信号を探しました。J. E. Enriquez氏らの報告では、1.1〜11.6 GHzの範囲で人工的な送信源に相当する狭帯域信号は検出されませんでした。Enriquez et al.がその観測報告です。

もちろん、電波が見つからなかったから人工物ではない、とまでは言えません。探査機が常に電波を出すとは限りませんし、送信周波数や向き、出力、観測時刻が合わなければ見逃します。

それでも、「人工起源を支持する直接的な技術信号は確認されなかった」という事実は残ります。

さらに2019年、オウムアムアを研究してきた複数の研究者からなるISSIチームは、Nature Astronomyで大規模なレビューを発表しました。The natural history of ‘Oumuamuaです。

このレビューは、当時までの軌道、光度、色、回転、活動性、起源モデルなどをまとめたうえで、観測された性質はいずれも自然起源と整合し、人工起源を必要とする根拠はないと結論しています。

僕はこの論文の意味を、「オウムアムアの正体が完全に分かった」と読むのは違うと思います。

レビューが示したのは、現在あるデータの範囲では、自然物として扱っても観測と矛盾しないということです。どの自然モデルが正解か、組成が何だったか、正確にどんな形だったかまで確定したわけではありません。

オウムアムアの難しさは、観測時間が短かったことにもあります。

発見された時点で、すでに太陽へ最接近したあとでした。そこから急速に暗くなって遠ざかり、詳しく追える時間は限られていました。接近探査は行われず、表面を解像して撮影することも、試料を取ることもできませんでした。

だから今も、「何だったか」という問いには空白が残っています。

その空白へ人工物説を入れることはできます。ただし、空白そのものは人工物の証拠ではありません。

もし本当に探査機なら、どんな証拠が必要か

ここまでを見ると、人工物説は「完全否定された」と言うより、「直接支持する証拠が足りない」と表現する方が正確です。

では、何が見つかれば話は変わるのでしょう。

僕は、人工物説を強くするのは「変な特徴の数」ではなく、自然物と人工物を区別できる証拠だと思います。

たとえば、太陽光やガス放出では説明できない形で速度や進行方向を何度も変える。しかもその変化が、周囲の環境ではなく何らかの制御則に従っている。これなら単なる非重力加速度より、ずっと人工的です。

あるいは、明らかに人工的な特徴を持つ狭帯域の電波や、情報を符号化したような光信号が繰り返し観測される。これも強い材料になります。

さらに決定的なのは、近接撮影でしょう。平面や格子、対称的な構造、明らかに加工された部材のようなものが解像されれば、議論の段階は大きく変わります。分光観測で、自然形成が極めて考えにくい材料組成が確認される場合も同じです。

逆に言えば、今回のオウムアムアにはそこまでの証拠がありませんでした。

極端な明るさの変化はありました。非重力加速度もありました。彗星らしい尾は目立ちませんでした。でも、それぞれは単独なら自然天体でも起こりうる、または自然モデルが提案できる現象です。

「異常が三つあるから人工物」という足し算は、見た目ほど強い論証ではありません。

本当に欲しいのは、自然説なら出にくく、人工説なら出やすい観測です。そこまで行って初めて、探査機説は「面白い可能性」から「証拠に支えられた有力説」へ近づきます。

僕の考察――「変だから宇宙人」ではなく、変さを分解する

オウムアムアを調べていて僕がいちばん面白いと思ったのは、宇宙人説そのものより、「異常」という言葉の中身でした。

形が変。加速が変。尾がない。外から来た。

これらをまとめて眺めると、確かに「人工物っぽい」と感じやすくなります。でも一つずつ分けると、証拠の強さは同じではありません。

恒星間天体であることは、かなり確かです。非重力加速度も観測されています。極端な形は光度曲線からの推定で、直接見たわけではない。彗星活動が目立たなかったことも確かですが、ガス放出がゼロだった証明ではない。そして人工ライトセイルは、そうした特徴を説明するために提案された仮説の一つです。

僕には、この順番を崩さないことが大事に見えます。

「説明できないから宇宙人」ではなく、「どこまでは説明できて、どこから未解決なのか」を残しておく。その方が、もし本当に人工物が現れたときにも判断しやすいはずです。

僕には、オウムアムアは「人工物の証拠」よりも、観測された事実とそこから先の解釈を分ける難しさをはっきり見せた天体に思えます。

次に同じような恒星間天体が見つかるなら、今度はもっと早い段階で発見し、長く追跡し、できれば近くから観測したい。今回の空白を想像で埋めるより、次の一例でどこまで確かめられるのか。その方が、僕は気になります。

参考文献・出典

• Karen J. Meech et al., “A brief visit from a red and extremely elongated interstellar asteroid,” Nature 552, 378–381 (2017). https://doi.org/10.1038/nature25020
• Marco Micheli et al., “Non-gravitational acceleration in the trajectory of 1I/2017 U1 (‘Oumuamua),” Nature 559, 223–226 (2018). https://doi.org/10.1038/s41586-018-0254-4
• Shmuel Bialy & Abraham Loeb, “Could Solar Radiation Pressure Explain ‘Oumuamua’s Peculiar Acceleration?” The Astrophysical Journal Letters 868, L1 (2018). https://doi.org/10.3847/2041-8213/aaeda8
• The ‘Oumuamua ISSI Team, “The natural history of ‘Oumuamua,” Nature Astronomy 3, 594–602 (2019). https://doi.org/10.1038/s41550-019-0816-x
• Jennifer B. Bergner & Darryl Z. Seligman, “Acceleration of 1I/‘Oumuamua from radiolytically produced H2 in H2O ice,” Nature 615, 610–613 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05687-w
• Niels F. W. Ligterink, “Accelerating ‘Oumuamua with H2 is challenging,” Nature 623, E14–E15 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06697-y
• Jennifer B. Bergner & Darryl Z. Seligman, “Reply to: Accelerating ‘Oumuamua with H2 is challenging,” Nature 623, E16–E17 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06698-x
• J. Emilio Enriquez et al., “Breakthrough Listen Observations of 1I/′Oumuamua with the GBT,” Research Notes of the AAS 2(1), 9 (2018). https://doi.org/10.3847/2515-5172/aaa6c9
• Sergey Mashchenko, “Modelling the light curve of ‘Oumuamua: evidence for torque and disc-like shape,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 489(3), 3003–3021 (2019). https://doi.org/10.1093/mnras/stz2380
• NASA, “‘Oumuamua Overview.” https://science.nasa.gov/solar-system/comets/oumuamua/