SL9シューマッカー・レヴィ衝突、木星上

SL9シューマッカー・レヴィの木星への衝突

SL9に関する調査の要約

2003年12月9日

第1部

インターネットフォーラム上で発見された謎の文書が、ボルドーのインターネットカフェから公開されたことについて思い出される。この文書は、1994年7月に天文学者ユージーン・シューマッカーとカロライン・レヴィによって検出された物体の破壊および木星への衝突という現象が人工的である可能性を疑問視していた。このテキストの全文は、私の最新の書籍の末尾に掲載されている付録の一つに収録されている。この調査は、天文学者A.コーエン（GESTO会員）によって行われ、提示された諸説を裏付けるか否かを確認する事実をリストアップし、関連する文献を引用している。

要約すると、 A.コーエンは、「木星への彗星の捕獲・分裂・衝突」という公式説明に、いくつかの奇妙な点を指摘している。主なポイントは以下の通りである：

• 木星のような巨大惑星が「彗星」や他の物体を「捕獲」する仕組みが、はっきりと理解しがたい。これは「2体問題」であり、ケプラーの運動法則のみが関係する。彗星は基本的に周期的でない、または非常に長い周期を持つ軌道を描く物体であり、太陽を焦点とする円錐曲線の軌道上を移動している。捕獲には「3体問題」（J.M.ソリアウ）が必要となる。せいぜい、彗星が木星と相互作用することで軌道が劇的に変化する可能性がある（3体問題：彗星－木星－太陽）。しかし、その場合でも、彗星は依然として太陽に「中心を置かれて」重力的に引き寄せられている。太陽系の惑星の衛星については、これらの異なる岩石質物体の捕獲が、太陽を中心とする非常に激しい状態であった太陽系誕生直後に起きた可能性が高いとされている。また、1920～1930年に捕獲が起きたという記録も存在する。SL9（未分裂）は、その後70年近くにわたり木星の周りを非常に離心率の高い軌道で回っていたにもかかわらず、検出されなかった。

• ある物体（彗星または小惑星）が惑星の「ロッシュ限界」内を通過する際に分裂または崩壊する現象は、天体物理学ではよく理解されている。土星の環や他の巨大惑星の環も、おそらくこの起源を持つと考えられている。1993年3月にユージーン・シューマッカー（オーストラリアでの車両事故により3年後に死去）とカロリン・レヴィが検出された21個の物体は、当時木星から離れていた（近日点に近い位置）。それらはその後、巨大惑星に突入した。コーエンは、このSL9物体が彗星である可能性を疑っている（なぜ70年間はガス放出しなかったのか？ そして分裂後に急に放出し始めたのか？）。さらに、物体の周囲にあるネブローシティの発光スペクトルは、典型的な彗星の尾のスペクトルと一致しない。天文学者が「特異」と呼ぶこれらの物体はリチウムを発生させていた。特に、物体Gが木星に突入する数時間前にマグネシウムイオン（Mg+）を放出したという事実は、まったく理解不能である。 コーエンは、極端な可能性として、この物体が炭素質コンドライト型の隕石であり、非常に低いアルベドを持つものであると結論づけている。これは、分裂前には検出されなかった理由を説明できる（…）。この仮説に従うならば、分裂後にすべての物体がガス環境を発生させ始めた理由を説明しなければならない。この物体を「特異な彗星または小惑星」と呼ぶ（公式の結論）ことは、実際にはデータ分析から決定的な結論が得られなかったことを婉曲的に表現しているにすぎない。

• 下記の写真を見ると、物体を取り囲む雲が赤色で発光していることがわかる（これは本来の色）。これは通常の彗星とは異なり、リチウムの発光線と一致している。したがって、これは非常に奇妙な彗星である。コーエンは、木星周辺での分裂後に粉塵状の質量が散らばったという仮説に賛同している。これらの微粒子が赤色を再放出していると考えられる。しかし、この説明もまだ曖昧であり、認めざるを得ない。

• しかし、最も理解しがたいのは、原則的に分裂直後に発光するはずのこの物体群が、計算上1992年7月8日に分裂したにもかかわらず、1993年3月まで一切検出されなかったことである。もちろん、木星はいつでも観測可能なわけではない。惑星は動いているし、地球も回っている。しかし、1993年3月にシューマッカーとレヴィが発見した現象は、数か月前にも観測可能だったはずである。木星が観測可能になると、天文学者たちの群れがすぐにその観測を開始する。A.コーエンは、1993年の検出後、CCDを搭載した10cmの鏡筒を持つ小さな望遠鏡を所有するアマチュア天文家によって、素晴らしい写真が撮影されたと指摘している。また、大口径望遠鏡を備えた大きな観測所で行われた、木星周辺を探索するプログラムについても言及している。したがって、100ユーロの問いはこうなる：なぜ1993年3月の数か月前には、比較的簡素な手段でも物体群が観測可能だったはずなのに、まったく検出されなかったのか？

A.コーエンのコメント：

1/ 序論といくつかの画像

この文書の目的は、SL9物体のさまざまな特徴を要約し、その出典を明記し、既知の天体（彗星、小惑星、クイパー帯など）のデータと比較することで、問題点やさらなる調査が必要な点を強調することである。

順序は、出来事の時系列に従い、以下の通りである：彗星の木星への捕獲および軌道、分裂、衝突前の観測、衝突中の観測、衝突後の観測。

スペーステレスコープ・ハッブルがSL9を撮影した画像（多くのウェブサイトに掲載）

上図：伝統的な「ハレー・ボープ彗星」

2/ 軌道、発見、および1993年3月以前の未検出

その発見の状況は、複数の記事やウェブサイト（2）、（3）、（4）に記載されている。

(2) 「シューマッカー・レヴィ9号彗星」

(3) http://www.astrosurf.org/lombry/sysol-jupiter-sl9-2.htm は、衝突までのすべての出来事を要約し、素晴らしい写真ギャラリーを提供している。

(4) http://www2.globetrotter.net/astroccd/biblio/berdtb00.htm は、アマチュアが小さな機器で検出されたことを要約している。

しかし、SL9に関する複数の記事によると、天文学者たちによる軌道解析（5）では、この物体が1920～1930年代に木星によって捕獲され、その後70年以上にわたり木星の周りを回り続け、1992年7月7日にロッシュ限界を下回って分裂した（Z.セカニナ（16）図2では1時間の精度で確認されている）が、1993年3月の検出までは一切検出されなかったとされている。

彗星は通常、非常に遅く検出されることがあり、一般にアマチュア天文家によって発見される。これは、プロの巨大望遠鏡の作業範囲や視野が制限されているためである。しかしSL9の場合、この物体は木星の周りを70年以上も回っていた。これは偶然の通過ではなく、繰り返しの軌道であり、黄道面に近い平面（軌道周期は約2年と推定）で回っていた。

2.1 検出不可能なほど弱かったのか？

ここでは、2つの段階を区別する必要がある：1992年7月7日に木星のロッシュ限界内での分裂前と後である。

2.1.1 分裂後の検出（1992年7月7日以降）

実際、カナダのウェブサイト（4）によると、わずか10cmの小さな望遠鏡でも、弱くはあるが記録可能であり、25cmの望遠鏡では疑いの余地がない。したがって、検出は裕福なアマチュアに限られるものではなく、一般的な、あるいはやや簡素な機器を持つ者にも可能な範囲内である。特に、木星の「郊外」はアマチュアによって頻繁に撮影されている。

分裂後の検出は明らかに可能であり、実際に誰かが1992年7月から1993年3月の間にこの領域を撮影していたなら、確実に検出されていたはずである。 しかし、驚くべきことは、木星のアマチュア写真が何千枚乃至数百万枚も撮られていることである。1992年7月～8月の期間中、この物体（明るさは13～14等）は、そのすぐ近くにいたため、これらの写真に必ず現れていただろう。これを再発見するのは非常に興味深い！ しかし、現在までにその時期のプロの木星写真は一切回収できていない。上記カナダのウェブサイトから引用した以下の図は、1994年2月のSky and Telescope誌をもとに、月ごとの木星（上）と彗星（下）の位置を示す天体図である。

以下はカナダのウェブサイトから引用した画像で、小さな望遠鏡を持つアマチュアが自前のカメラで記録した方法を示している。

「私はすぐに彗星の正確な位置を尋ねたところ、天文年鑑に記載された場所と一致していた。私の10cmの望遠鏡（F6）で撮影したCCD画像を、デニス・マルテル氏と同時に撮影したものを見てみたが、確かにそこにあった。しかし、非常に弱く輝いていた。私の小さな望遠鏡の焦点距離が短いため、解像度が不足していたのだ。私はカメラをメイン望遠鏡に再設置し、1994年3月11日、ついに最初の彗星画像を得た。その明るさは+16程度で、核の明るさは+17～+18だった。予想通り、位置は天文年鑑に記載された場所と一致していた。コンピュータ画面に、空の一点に点の連なりとして見える彗星を見るという光景は、本当に壮観だった。」

「使用機材は、Meade Schmidt-Cassegrain 25cm F10 LX-200望遠鏡にF10からF6に変換するレンズ（焦点距離1500mm）、CCDカメラSBIG ST-6、およびURANOMETRIA 2000の天体図（星の明るさは+9.5まで）を使用していた。私はアメリカの『Sky and Telescope』と『Astronomy』誌に掲載された彗星の位置を確認し、自らの天体図に書き写した。最初の試みは1994年2月から始めた。木星は朝の南東に見えるため、03:00頃に起きて機材を設置し、彗星の位置を特定しようと試みた。極寒の気温（時折-37°Cに達した）に耐えなければならなかった。1994年の冬の記録的な寒さを思い出せばよい。」（位置特定の問題は、25cm Cassegrain望遠鏡の視野が非常に狭いためである）

2.1.2 分裂前の検出（1992年7月7日以前）

少なくとも2つのプロの研究プログラムがこの物体を検出できなかった。1つは太陽系外縁部の遠方物体を探査するもの（ジェイン・ルウとデイビッド・ジウィット（6））、もう1つは木星周辺の彗星を探査するもの（タンクレディとリングレン（7）、（8））。

ルウとジウィットの記事：

「1987年から、太陽系が冥王星の軌道以降に本当に空っぽかどうか、あるいは冷たい小さな物体で満たされているかどうかを調べる観測キャンペーンを始めた。このような遠方天体からの微弱な反射光を収集するため、従来のフィルム撮影をやめ、より感度の高い電子的電荷移動素子（CCD）を搭載した望遠鏡を使用した。主にハワイのマウナケア山頂にある2.2m口径の望遠鏡でこの研究を行った。この望遠鏡に接続されたCCD検出器を使って、空の1領域を4枚の画像として連続撮影した。各画像は15分露光し、コンピュータが4枚の画像を高速で順番に表示した。背景の星に対してわずかに移動する物体は、太陽系のメンバーである。5年間、何も見つからなかった。」

タンクレディとリングレンは、1992年3月にESOで木星周辺の彗星を検索したが、その結果は否定的であった。これはSL9発見の1年前であり、木星による分裂の数か月前である。使用された望遠鏡はESOの100cm口径シュミット望遠鏡である。検出限界の明るさはB=21.5と推定されている（SL9の明るさの推定については付録2を参照）。この距離で、このような明るさの物体がどのような特徴を持つのか？

そこでZ.セカニナ（14）、（16）に言及する。彼は（14）第6節で、最も大きな破片の直径は約4km（アルベド0.04と仮定）であり、他の物体は2～4km程度（14）図2および（14）表1であると結論づけている。また、ロッシュ限界内に到達する前の彗星のサイズは（Z.セカニナ（16）第6節）、約10kmで、密度0.2g/cm³と仮定すると質量は10¹⁷グラムである。これらの値は測定から導かれたものであり、セカニナのモデル（16）第5.4節でも確認されている。

J.クロヴィジエ（5）はタンクレディとリングレン（7）に依拠し、明るさ21.5は最大直径7.2kmの物体に対応すると述べている。

したがって、この物体は分裂前に検出可能だったと考えられる（7kmから10kmへの変化は表面積が2倍になるため、反射光も2倍になり、明るさは約1等級程度増加する）。

また、この推定は、彗星が分裂前に完全に活動していなかったという仮定に基づいている。もし活動していた場合、観測された明るさ（D.E.トリリングら（15）図1の赤/青/緑）では、各破片（W、V、S、R、Q、L、K、H、G）の明るさは21.5から18まで変化し（直径は1～4km程度）、赤色帯の明るさは18～19程度である。また、G.P.チェルノヴァら（11）図1では、直径4kmの破片Qが視覚的明るさ18.2であり、最も小さな破片（1km以下）は視覚的明るさ約20.8であることが示されている。

さらに、D.ジウィット（9）図2では、1993年3月の各破片の赤色フィルターでの明るさが17.5～19.2であり、1994年6月には20～22である。これは減光が進行していることを示しており、1992年7～8月にはさらに明るかった（1～2等級明るく、明るさは15～16程度だった可能性がある）。

アルベドの注記：月：0.073、エトナ火山の溶岩：0.04、玄武岩：0.05、ヴェスヴィオ火山の灰：0.16（19）天文図鑑、小惑星951ガスプラ：0.23、小惑星253マチルド：0.04、地球：0.36、炭素質コンドライト型小惑星（アルベド0.03～0.08）（20）『ニューコスモス』第3.3.2節 p71

マチルドは非常に低いアルベドを持つとされている。

したがって、このSL9物体が長期間にわたり検出されなかったことは、極めて驚くべきことである。

この道をさらに進めるために、1992年7月から1993年3月までのプロおよびアマチュアの木星写真を回収しようと試みる。また、ルウとジウィットに連絡し、彼らの検出限界、観測期間および方向についてより詳しく情報を得ようとする。

現時点では、この点はSL9文書と矛盾しない。その論理に従えば、物体が以前存在しなかったため、検出されなかったのは当然である。この未検出の理由を、分裂前後いずれの段階でも正当化する根拠はないし、この物体が通常のものであるということも証明されていない。

我々は、1992年7月から1993年3月までの木星およびその周辺の写真を回収することが極めて重要だと考える。

3/ SL9：木星の周りを回る珍しい彗星？？

(6) 「クイパー帯」 by Jane Luu et al.

「クイパーの理論は、マサチューセッツ工科大学のポール・ジョスが1970年代に計算したことで知られる。彼は、木星による重力的捕獲の確率が非常に低いことと、観測された短周期彗星の数の多さが整合しないことを示した。...

1988年、カナダ人マーティン・ダンカン、トーマス・クインン、スコット・トレマイーンは、数値シミュレーションを用いて、巨大ガス惑星が彗星をどのように捕獲するかを研究した。ジョスと同様に、彼らも捕獲メカニズムはあまり効果的ではないと結論づけた。」

(19) 太陽系／彗星II p.121およびp.126

「最も顕著な摂動は、長周期軌道が惑星の近くを通過する際に、その近日点が木星の軌道上またはそれより少し外側に位置する楕円軌道に変化することである。このような彗星は一族を形成する。木星一族には68個以上の彗星が存在し、周期は5～8年である。」

しかし、この68個のうち、すべてが木星の周りを回っているわけではなく、すべてが太陽の周りを回っている。p.126参照

したがって、この「彗星」の捕獲および木星周辺の軌道への投入は、太陽系の生涯において極めて珍しい現象であることがわかる。この彗星の軌道解析から、その軌道は木星の重力圏の極限まで及んでいることも明らかである。

次に、この物体の「外観」に関する観測を検討する。

D.ジウィット（9）、「物理的観測は、彗星か小惑星かという問題に答えを与えない。」

R.M.ウェストら（10）、「主な結果は、各凝縮体が2つの『尾』を持っているということである。一つは弱い『通常』の尾であり、もう一つは強く時計回りに曲がった尾で、常に木星に向かっている。この異常な尾の存在とその形状の理由は、現時点では不明である。」

G.P.チェルノヴァら（11）、「彗星が最小位相角を通過しても、外観に変化は見られなかった。これは、各核の尾が同期的である可能性が高いことを示唆している。すなわち観測時における塵の生成は同時には行われていない。」

「私たちは彗星を反対位置に非常に近く観測したため、核の近くの尾の反対角は大きく変化するはずである。しかし、そのような変化が観測されなかったことは、セカニナが支持しているように塵の生成が継続しているという考えに反する。私たちの考えでは、尾が同期的であるならば、彗星が太陽の力のみで動いている場合、尾は彗星軌道面内にあるはずである。地球がゼロ角度を通過するとき、この軌道面も通過するため、地球上から見た尾の姿勢は変化するはずである。しかし、そのような変化が観測されなかったので、木星の影響により、彗星軌道が平面に存在しなくなったと結論づけざるを得ない。この特異な物体に適用された彗星尾の力学理論は、観測された塵雲の歴史に関する重要な手がかりを提供する可能性がある。」

J.A.シュトーブら（12）、「表3に示すすべての破片およびすべてのデータセットの平均色指数は、SL-9の塵が太陽光よりわずかに赤いことを示している。これは、マイクロサイズの塵粒子による太陽光の反射を想定した場合に予想される。」

「320nmから940nmの範囲でのスペクトル解析は、太陽光の反射に一致しており、追加の発光は認められない。」

F.コラスら（13）、「0.1mm以上の粒子だけが、2年間破片に近い位置に留まり、CCDフレームで観測可能であった。私たちの意見では、これは、塵雲に構造が観測されなかったため、破片の活動によるものではなく、より可能性が高い。」.../...

「これは、これらの粒子が1992年7月の彗星の分裂の残骸であることを示しているが、一部は破片からの微弱な微粒子発光に由来する可能性もある。」

「これらのコアと尾の正確な解釈は明らかではない。これは弱い彗星活動の結果か、1992年7月の分裂時に生成された大きな塵または小破片の結果である可能性がある。」

D.E.トリリングら（15）、「破片間で色に顕著な差異は見られなかった。破片は太陽より赤く、SL9の色は典型的な彗星と一致している。しかし、破片中心からの距離に応じた色の変化は異常に感じる。」

「一方、チェルノヴァら（1995）は、多くの破片で距離が50,000kmまで増加するにつれて赤みが強くなる傾向を確認したが、すべての破片に当てはまるわけではない。距離が増加するにつれて色の変化があることは、粒子サイズ分布が距離とともに変化している可能性を示唆している。」

Zdenek Sekanina（16）、「P/Shoemaker-Levy 9の外観は、観測された彗星の中で明らかに独特であったが、いくつかの遠い類似点が2つの他の潮汐分裂彗星、P/Brooks 2（1889 V）および太陽接近彗星1882 IIと見られる。」

さまざまな観測（9,10,11,12,13,14,15,16）を分析すると、この物体の特異性は大多数の科学者によって認められている。同様に、その捕獲および軌道現象（6）、（19）も認められている。

「尾」は通常の彗星の尾とは一致せず、むしろ1992年7月の分裂時に生成された塵の残骸としてより適切に解釈できる（赤色、ミリ～センチメートルサイズの塵、減光、特にG.P.チェルノヴァら（11））。また、分光的観測では（下記参照）、特徴的なガス発光（OH、CNなど）が完全に欠落していることが示される。さらに、すべての破片はまったく同一に見える。

現時点では、このことはSL9文書を否定するものではない（太陽光を反射する蛍光リチウム/バリウムによる赤みがかったハロー）。減光はガスの希薄化によって説明可能であり、塵の生成がないこと（G.P.チェルノヴァら（11））も明らかである。脱ガスがないことも同様に明らかである。距離に応じたわずかな赤みの違いは、まだ説明されていない。

4/ SL9物体の成分／衝突前の分光分析

SL9文書は、AMPTE実験を前触れとして、偽の彗星を生成する目的で用いられたと述べている。付録1に特定のAMPTE資料があり、その結論は、太陽風によってイオン化された人工的なバリウムおよびリチウム雲を用いた実験が実際に行われたことを確認している。

この情報だけでは、残りの推論が正しいと断言するには不十分である。

また、UCL（21）も言及されている。

http://www.mssl.ucl.ac.uk/www_plasma/missions/ampte.html

「リチウムおよびバリウムイオンは、自然に存在する宇宙プラズマでは珍しいため、優れた『トレーサーイオン』である。したがって、検出されれば、ほぼ確実にIRMが源であることを示す。」

ロンドン大学学院（UCL）は、AMPTE実験の3つの衛星の一つを提供した研究機関である。

したがって、世界中の観測所がSL9物体に対して行ったすべての分光分析およびその他の分析を検討する。

すべての研究において、地上望遠鏡、ハッブル宇宙望遠鏡、電波望遠鏡によるヘアライン（髪の毛状）の観測は、OH、CN、CO+、COのいずれに対しても陰性であった。

J.A.シュトーブら（12）表4 – 「この領域の個々の核のスペクトルには分子発光の証拠がない。発光が検出されなかったため、5つの破片のCN生成率について3σ上限値を決定した。Qcnの上限値は、以前に全体の彗星列に対して決定された値よりも1桁低い。しかし、私たちの平均log(Qcn)=23.4は、P/Howell（23.3）やP/Haneda-Campos 1978 J（23.6）などの低活動彗星で実際に測定された生成率の範囲内にある。」

J.クロヴィジエ（5）表2 – 衝突前のSL-9におけるガス生成率の分光的限界（3σ）は、5つの主要なプロの観測所による検出不能を確認し、同程度の上限値を示している。

「5UAを超える距離でのこのような分光的検出が極めて稀である」という主張は、実際には議論の余地がある。なぜなら、Chiron（10UA）、P/SW1（6UA）、P/Halley（4.8UA）など、より簡素な手段でも検出が行われているからである。

J.クロヴィジエ（5）第2節 – 「実際に、近円軌道で、Rh=6UA（木星より外側）にある活発な彗星P/Schwassmann-Wachmann 1（P/SW1）の最近の電波観測により、その活動がCO昇華によって支配されている可能性が示された。太陽から遠く離れた場所で観測される彗星活動は、現代技術の感度向上に伴い、ますます多くの彗星で確認されつつある。これは、非常に揮発性の高い物質の昇華によるものと考えられる。」

これまでに、これほど多くのチームが、これほど多くの高精度な望遠鏡を用いて、これほど長期間にわたって観測された彗星は存在しない。このような検出手法を一般的な彗星に適用すれば、これらの距離での多数の検出が見られたはずである。

ハレー・ボープ（23）

この彗星は詳細に研究されており、彗星上で検出されたさまざまな物質の相対的な規模を示している。これらの比率は観測対象によって大きく異なる可能性があるが、主要物質の比率のオーダーは特徴的であると考えられる。

この2番目のグラフは非常に興味深い。これは、彗星が太陽からどの距離で蒸発し始め、ガスを生成し始めるか、そしてその距離に応じたガスの種類と量のオーダーを示している。

明らかに、水（H₂O）とCOが圧倒的に多く、約5UAから現れ始める。

水の欠如について、太陽からの距離5UAでは、J.クロヴィジエ（5）第3節によれば、理論的には水の昇華は不可能である。しかし、すでに同距離で観測が行われている。

・同程度の距離にある他の彗星で既に検出されており、発生率は非常に高い（10²⁹）Bowell 1982 I、J.クロヴィジエ（5）第3節 / (A.『Hearnら 1984』)

および（20）『ニューコスモス』第3.1.2節 p.48

「一方、主要惑星（木星、土星、海王星）の赤外線測定では、放射損失が吸収された太陽放射の2～3倍である。木星：1.7 ± 0.1。このエネルギーは重力エネルギーの放出または惑星形成時の残り熱によるものである。」

SL9のエネルギー収支を完全に評価するには、木星距離での太陽放射に加えて、木星自身が放射する内部エネルギー（太陽放射の70％）と、木星が反射する太陽放射（アルベド0.73なので、太陽から受けるエネルギーの3/4が再放射される）を加える必要がある。SL9の軌道距離が木星に最も近い場合でも50,000kmであると仮定すると、5.4UAでの太陽定数を考慮すると、木星は太陽から45W/m²のエネルギーを受け取る。その内部エネルギーにより32W/m²が追加され、アルベドによる反射で31W/m²が再放射される。したがって、SL9が受ける総エネルギーは約50W（1km²の断面積を仮定）であり、太陽定数45W/m²と比較すると無視できる程度である。

したがって、「木星に近い」という状況は、SL9が惑星の周りを回る際に受ける総エネルギーには影響しない。

最後に、検出計算で採用されたアルベド（0.04）という仮定を再確認する必要がある。これは極めて低い値であり、受ける太陽放射の96％が物体SL9によって吸収されることを意味する。つまり、約43W/m²であり、これは117Kの等価温度に相当する。J.クロヴィジエが示した120Kと一致している。実際、この物体の温度は水の有意な昇華には十分ではないと考えられる。さらに、実際のアルベドがより高い可能性があるならば、温度はさらに低くなるだろう。

結論として、SL9の頭部にOH、CN、CO+、COなどいかなるガスも検出されなかったこと、これは地球および宇宙空間の最も強力な望遠鏡を用いて長期間にわたり、多数の熟練したチームが、かつてないほど高性能な検出器を装備して行なった観測にもかかわらず、本質的に異常とは言えない。一方、COについては、典型的な彗星における他の観測結果と照らし合わせると、SL9がCOの放出量が極めて少ない特異な彗星であるか、あるいは実際には放出が全く起こっていなかった可能性が高い。

最後に極めて重要な点として、1994年7月14日（衝突4日前）、HSTによって断片Gで偶然検出されたMg+（280nm付近の二重線）の発光がある。この現象について、現在までに根拠のある明確な説明は得られていない。

J. Crovisier* （5）§3 p9 / Weaver et al. 1995；Feldman et al. 1995***

5/ 衝突前のSL9物体の分析

衝突前の分析（§2/3/4）から以下の事実が明らかになった。

SL9は、その軌道、捕獲状況、1993年3月以前の検出不能、標準的でない尾、完全なガス放出の欠如など、いずれも特異な性質を有している。この特異性は、引用された多数の著者によって確認・指摘されている。

((27) Sichao Wangら)
「ガス放出は検出されず、衝突後の暗斑からわずかに水が検出された。また、暗斑の低アルベドから、ショーメイカー・レヴィ9号彗星は既知の彗星や小惑星とは異なる新しいタイプの天体である可能性が高い。」

これらの要素を、さまざまな説明との関係で整理してみよう。

凡例：NC：非適合、C：適合、I：追加調査が必要

現時点では、上記3つの可能性すべてを排除することはできないが、彗星であるという仮説は、炭素質C型小惑星であるという仮説よりもはるかに不確実であると考えられる。（20）The New Cosmos §3.3.2 pp71-72；（27）Sichao Wangら）
これは通常、小惑星帯の外側に存在し、アルベドが極めて低い0.04と低密度を示す天体であり、重力的摂動によって木星に捕獲されたものである。

一方、Doc SL9の仮説は、提示されたすべての事実と整合しており、拒否する根拠はない。

捕獲、軌道、検出不能の極めて低い確率は非常に問題視されるが、現時点では決定的な証拠とは言えない。

6/ 衝突後のSL9物体の分析

衝突時に放出されたエネルギーを考慮すると、強力な再結合や多様な化学反応が発生した可能性が極めて高い。そのため、SL9に存在していた分子やイオンの一部またはすべてが、部分的あるいは完全に再結合されたと考えられる。（26）Borunovら

したがって、スペクトル観測によって原子は識別可能であるが、元々多様な起源を持ち、極めて複雑な化学的歴史を経験した分子の同定は不可能である。さらに、木星の大気上層（衝突層）の組成は、金属元素が完全に欠如している一方で、NH3、NH4SH、H2Oなどを含む多様な雲が存在している。このため、衝突後のこれらの分子やその誘導体の存在から何らかの結論を導くことは現実的ではない。

事前に注意すべき点として、最も強力な衝突は、当初予想された最も大きな断片に起因しているわけではない。多くの観測者によってこの点が指摘されている。

6.1 / 衝突後のスペクトル分析（SL9）

J. Crovisier (5) §4 / 識別された線分のリストは、J. Crovisierの文書に明確に記載されており、以下にその簡略化された再掲を示す：

表4-1

別のリストは**(24) M. Roos-Seroteら Table 2**に掲載されている。

一方で、いくつかの線分は識別できなかったが、他方で、Na、Ca、Fe、Liの極めて重要な線分が多数の観測者によって衝突後に検出された。

この論文では、それらが処理前のスペクトル（ブラウトスペクトル）にすでに明確に現れていたと述べられている！ また、Mg、Mg+、Fe、Fe+の検出も再確認された。線分は完全に飽和しており、総量の推定が不可能であり、結果として極めて低めの値しか得られない。

さらに、リチウム（飽和した線分）の非常に顕著な存在は極めて不審である。

(24) M. Roos-Seroteら
「金属原子または化合物は通常、木星の大気中に存在しない。よって、衝突LおよびQ1で観測された金属は、彗星の耐火性物質から放出されたものと考えられる。SL9衝突以前に、このような原子線は、流星火球からの彗星物質（Borovicka 1993,1994）や太陽接近彗星のスペクトルでしか観測されていなかった。最もよく記録された例は、1965年10月21日に太陽までわずか0.0078AU（コロナ内）まで接近したIkeya-Seki彗星（1965 VIII）である。その際、ナトリウム、カリウム、カルシウム、Ca+、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅などの金属原子線が観測され、相対濃度の推定も可能だった（Preston 1967；Arpigny 1979）。ただし、リチウムの共鳴線は検出できなかった。」

「ナトリウムの共鳴線は、太陽に1AU未満で接近した複数の彗星でも観測された。ハレー彗星の塵の元素組成（ニッケルまで含む金属を含む）も、VEGAおよびGiotto探査機による直接質量分光法で調査された（Jessbergerら 1988）。炭素からニッケルまでの元素濃度は太陽とほぼ同等であったが、リチウムは観測されなかった。」

J. Crovisier (5) §4 p14「飽和線の強度は……を超えることはできない。しかし、IUEが観測した線分および可視光で観測された大多数の線分では、その強度がすでに超えられていた。」

さらに、(28) http://www.jpl.nasa.gov/sl9/news35.html に掲載された反応を参照。

それでは、彗星、小惑星、太陽系の標準組成を再確認しよう。

(5) J. Crovisier Table 1, (24) M. Roos-Seroteら Table 4, (20) The New Cosmos §7.2.7 Table 7.5 pp216-217

リチウムは彗星には存在せず、隕石および太陽系には存在する。Li/Na比は0.001である。（20）The New Cosmosは、太陽系におけるリチウムの濃度が隕石より約1000倍低いと指摘している。これは、リチウムが太陽核融合反応によって少しずつ破壊されるためである。しかし、炭素質C1型コンドライトにおいては、LiとNaの比が1000であることは確認されている。

したがって、衝突後のスペクトルでリチウムが検出されたことから、SL9が彗星である可能性は否定される。

SL9におけるリチウム濃度は、C1型コンドライト小惑星の解釈と矛盾する。実際、リチウムは予想より60倍も過剰に存在している！ しかし、(24) M. Roos-Seroteら Table 3を参照すると、ナトリウム、カルシウム、カリウムの線分が飽和しており、その量の推定値は低く抑えられていることがわかる。一方、リチウム線分は飽和していない。この場合、C1型コンドライトの解釈は可能であり、飽和による低評価を補正してナトリウム、カリウム、カルシウムの量を上方修正すれば、古典的な1000倍の比と整合する。

分子線分に関しては、衝突の規模と、すでに木星大気中に存在していた成分との化学反応の可能性を考えると、水や他の分子の起源について結論を下すことは極めて困難である。これらが木星大気中の成分の衝突後再結合によって生成された可能性が高い。

唯一の判別可能な測定（重水素/水素比）は行われていない。

(5) J. Crovisier §4.4 エアロゾルからの手がかり / Nicholsonら 1995

衝突直後、パロマ天文台で10ミクロン帯にエアロゾルの検出が確認された。これは質量約6×10¹²グラムの珪酸塩であり、粒子径は1ミクロン程度、密度は3.3g/cm³であった。

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