第13章彗星と小惑星――太陽系に残されたかけらComets and Asteroids: Debris of the Solar System

Comets differ from asteroids primarily in their icy composition, a difference that causes them to brighten dramatically as they approach the Sun, forming a temporary atmosphere. In some early cultures, these so-called “hairy stars” were considered omens of disaster. Today, we no longer fear comets, but eagerly anticipate those that come close enough to us to put on a good sky show.

彗星が小惑星と違うのは、主として氷からできている点だ。この違いのために、太陽へ近づくと一時的な大気を作り、大幅に明るくなる。古い文化の一部では、このいわゆる「毛の生えた星」は災厄の前兆と考えられていた。現在、私たちはもはや彗星を恐れず、すばらしい空の見せ物となるほど近づいてくるものを、心待ちにしている。

A comet is a relatively small chunk of icy material (typically a few kilometers across) that develops an atmosphere as it approaches the Sun. Later, there may be a very faint, nebulous tail, extending several million kilometers away from the main body of the comet. Comets have been observed from the earliest times: accounts of comets are found in the histories of virtually all ancient civilizations. The typical comet, however, is not spectacular in our skies, instead having the appearance of a rather faint, diffuse spot of light somewhat smaller than the Moon and many times less brilliant. (Comets seemed more spectacular to people before the invention of artificial lighting, which compromises our view of the night sky.)

彗星は比較的小さな氷の塊で、典型的には直径が数kmあり、太陽に近づくと大気を発達させる。その後、非常に淡い、雲のような尾が現れ、彗星の本体から数百万kmも伸びることがある。彗星はきわめて古い時代から観測されており、ほぼすべての古代文明の歴史に記録が見つかる。しかし典型的な彗星は、空で壮観な姿を見せるわけではない。むしろ、月よりやや小さく、明るさは何分の一も弱い、ぼんやりしたかなり暗い光の斑点に見える。（夜空の見え方を損なう人工照明が発明される前の人々には、彗星はもっと壮観に見えた。）

Like the Moon and planets, comets appear to wander among the stars, slowly shifting their positions in the sky from night to night. Unlike the planets, however, most comets appear at unpredictable times, which perhaps explain why they frequently inspired fear and superstition in earlier times. Comets typically remain visible for periods that vary from a couple of weeks to several months. We’ll say more about what they are made of and how they become visible after we discuss their motions.

月や惑星と同じように、彗星は星々の間をさまよい、毎晩少しずつ空での位置を変えるように見える。しかし惑星と違って、大部分の彗星は予測できない時に現れる。このことが、かつてしばしば恐怖や迷信を呼び起こした理由かもしれない。彗星が見えている期間は、典型的には2週間ほどから数か月までさまざまだ。彗星が何からできていて、どうして見えるようになるかについては、まず運動を取り上げた後で、さらに述べる。

Note that still images of comets give the impression that they are moving rapidly across the sky, like a bright meteor or shooting star. Looking only at such images, it is easy to confuse comets and meteors. But seen in the real sky, they are very different: the meteor burns up in our atmosphere and is gone in a few seconds, whereas the comet may be visible for weeks in nearly the same part of the sky.

彗星の静止画像を見ると、明るい流星や流れ星のように、空を急速に横切っている印象を受けることに注意しよう。そうした画像だけを見れば、彗星と流星は混同しやすい。しかし実際の空では、両者は大きく異なる。流星は大気中で燃え尽き、数秒で消えるのに対し、彗星は空のほぼ同じ場所に何週間も見えていることがある。

The study of comets as members of the solar system dates from the time of Isaac Newton, who first suggested that they orbited the Sun on extremely elongated ellipses. Newton’s colleague Edmund Halley (see the Edmund Halley: Astronomy’s Renaissance Man feature box) developed these ideas, and in 1705, he published calculations of 24 comet orbits. In particular, he noted that the orbits of the bright comets that had appeared in the years 1531, 1607, and 1682 were so similar that the three could well be the same comet, returning to perihelion (closest approach to the Sun) at average intervals of 76 years. If so, he predicted that the object should next return about 1758. Although Halley had died by the time the comet appeared as he predicted, it was given the name Comet Halley (rhymes with “valley”) in honor of the astronomer who first recognized it as a permanent member of our solar system, orbiting around the Sun. Its aphelion (furthest point from the Sun) is beyond the orbit of Neptune.

彗星を太陽系の仲間として研究する歴史は、アイザック・ニュートンの時代にさかのぼる。彼は初めて、彗星が極端に細長い楕円軌道で太陽を回ると提案した。ニュートンの同僚エドモンド・ハレー（コラム「エドモンド・ハレー――天文学の万能人」参照）は、その考えを発展させ、1705年に24個の彗星軌道の計算を発表した。特に彼は、1531年・1607年・1682年に現れた明るい彗星の軌道が非常によく似ており、三つは同じ彗星で、平均76年おきに近日点、つまり太陽への最接近点へ戻っているのかもしれないと気づいた。そうなら、次の帰還は1758年ごろになるはずだと予測した。彗星が予測どおりに現れたとき、ハレーはすでに亡くなっていた。しかし、太陽の周りを回り続ける太陽系の一員だと初めて認めた天文学者に敬意を表し、ハレー彗星と名付けられた。英語のHalleyはvalleyと韻を踏む。遠日点、すなわち太陽から最も遠い点は、海王星の軌道より外側にある。

We now know from historical records that Comet Halley has actually been observed and recorded on every passage near the Sun since 239 BCE at intervals ranging from 74 to 79 years. The period of its return varies somewhat because of orbital changes produced by the pull of the giant planets. In 1910, Earth was brushed by the comet’s tail, causing much needless public concern. Comet Halley last appeared in our skies in 1986 (Figure 13.16), when it was met by several spacecraft that gave us a wealth of information about its makeup; it will return in 2061.

歴史記録から、ハレー彗星は実際に紀元前239年以来、74〜79年ごとに太陽の近くを通るたびに観測・記録されているとわかっている。戻ってくる周期が多少変わるのは、巨大惑星の引力が軌道を変えるためだ。1910年には、地球が彗星の尾をかすめ、世間に大きな、しかし不必要な不安が広がった。ハレー彗星が最後に私たちの空へ現れたのは1986年で（図13.16）、その際には複数の探査機が接近し、その構成について豊富な情報をもたらした。次は2061年に戻ってくる。

Only a few comets return in a time measureable in human terms (shorter than a century or two), like Comet Halley does; these are called short-period comets. Many short-period comets have had their orbits changed by coming too close to one of the giant planets—most often Jupiter (and they are thus sometimes called Jupiter-family comets). Most comets have long periods and will take thousands of years to return, if they return at all. As we will see later in this chapter, most Jupiter-family comets come from a different source than the long-period comets (those with orbital periods longer than about a century).

ハレー彗星のように、人間の尺度で測れる時間、つまり1〜2世紀より短い期間で戻ってくる彗星は少数で、短周期彗星と呼ばれる。多くの短周期彗星は、巨大惑星の一つ、とりわけ木星に近づきすぎて軌道を変えられている。そのため、ときに木星族彗星とも呼ばれる。大部分の彗星は長周期で、仮に戻るとしても何千年もかかる。この章の後で見るように、木星族彗星の大部分は、長周期彗星、すなわち公転周期がおよそ1世紀より長いものとは異なる供給源から来る。

Observational records exist for thousands of comets. We were visited by two bright comets in recent decades. First, in March 1996, came Comet Hyakutake, with a very long tail. A year later, Comet Hale-Bopp appeared; it was as bright as the brightest stars and remained visible for several weeks, even in urban areas (see the image that opens this chapter, Figure 13.1) Since then, there have been few comets visible to the naked eye, and astronomers (both professional and amateur) eagerly await such a visitor.

数千個の彗星について観測記録がある。ここ数十年には、二つの明るい彗星が訪れた。まず1996年3月、非常に長い尾を持つ百武彗星が現れた。1年後にはヘール・ボップ彗星が現れ、最も明るい恒星と同じくらい明るく、都市でも数週間見え続けた（この章の冒頭の図13.1参照）。それ以降、肉眼で見える彗星はわずかしかなく、プロもアマチュアも、そのような訪問者を心待ちにしている。

Table 13.2 lists some well-known comets whose history or appearance is of special interest.

表13.2は、歴史や見た目に特に興味深い点のある、よく知られた彗星をいくつか挙げている。