恒星間彗星のガラス質のちり
恒星間天体は、ほかの惑星系で、異なる化学的・物理的条件のもとで生まれた小天体だ。その1つが太陽系を横切ると、よそから来た物質を、詳しく調べられるほど近くまで運んでくる。3I/ATLASは、2017年の1I/’Oumuamua、2019年の2I/Borisovに続いて記録された、3番目の天体である。
いくつかの研究によって、3I/ATLASが太陽系の彗星とは違うことがすでにわかっていた。そのガスに含まれる水素、炭素、窒素の同位体（同じ原子の重い変種と軽い変種）の割合がふつうではなく、二酸化炭素も豊富なのだ。これらを合わせると、重元素が比較的乏しい環境で、30ケルビン以下の温度で生まれたことがうかがえる。それはガスから得られた手がかりだった。ノーザンアリゾナ大学のCristina Thomasと、NASA、ESA、いくつかの大学の共同研究者たちは、固体としてのこの天体が何でできているか、つまりそのちりに注目した。
扱いにくいスペクトル
太陽に最も近づいたあとの2025年12月16日、彗星は太陽から、地球と太陽の距離の2.21倍のところにあった。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、中間赤外線観測装置MIRIを使って約7分半にわたり、5〜14マイクロメートル（1ミリメートルの1000分の1）の波長でその光を記録した。
彗星は点でもなければ、広がったしみでもなかった。ぼんやりしたちりの雲に包まれた核だったのだ。広がった天体向けの標準的な処理を施すと、10〜12マイクロメートルのあいだに、のこぎりの歯のような模様が残った。まさに鍵となる信号がある場所だ。チームは、周囲のちりの輝きを補正したうえで、スペクトルを点光源として組み立て直した。
なめらかなこぶ
太陽に温められて（ここでは約198ケルビン）、ちりは赤外線で輝く。ケイ酸塩（ほとんどの岩石をつくる鉱物）は、ケイ素と酸素の結合の振動によって、10マイクロメートル付近にこぶを加える。その形から、どんな鉱物があるかがわかる。
3I/ATLASでは、このこぶは幅広くなめらかだ。太陽系の彗星では、こぶはさらに先の波長まで高いまま続く。17P/Holmesのような一部の彗星では、9.95マイクロメートルと11.15マイクロメートルにピークが現れる。マグネシウムに富むかんらん石の結晶の痕跡だ。
3I/ATLAS（水色）の10マイクロメートルのケイ酸塩バンドを、太陽系の彗星と比べたもの。3Iのバンドは早く、なめらかに落ちていく。— Figure 2, Thomas et al. (2026), arXiv:2610.37540.
存在しない結晶を数える
チームは、ちりを3つの成分の混合物としてモデル化した。非晶質炭素と、2種類の非晶質ケイ酸塩、すなわちかんらん石型と輝石型である。非晶質とは、結晶のようにきちんと積み重なっているのではなく、ガラスのように原子の尺度で乱れていることを意味する。
次に、当てはまりが明らかに悪くなるまで、結晶を少しずつ加えていった。最もよい当てはめには、常に結晶がまったく含まれない。上限はケイ酸塩の放射の**5.3%**だ。ウェッブの別の観測モードを使った別のチームは、質量で3.1%としている。
当てはめはまた、かんらん石に対して輝石を約180対1で支持する（ただし、ウェッブのもう一方のチームは、独自のちりのモデルで、主にかんらん石型の粒を見いだしている）。その粒は1マイクロメートルより小さいコンパクトなものだ。6.83マイクロメートル付近の2つ目のピークは、炭素と水素の結合に富む有機物、あるいは炭酸塩鉱物と合致するが、どちらなのかはこのデータからは判別できない。
冷たく静かな生まれ故郷
彗星の結晶質ケイ酸塩は、かつて強く加熱されたちりのしるしだ。それがないということは、3I/ATLASのちりがほとんど熱を受けなかったことを意味し、ガスの結果とも一致する。著者たちによれば、このちりはおそらく、恒星を取り巻く円盤の穏やかな領域で、ほとんど混ざり合うことなく形成された。対照的に、太陽系の彗星は、若い太陽の近くで焼かれたちりをいくらか取り込んでいる。
謎が1つ残る。恒星間のちりは主にかんらん石型だと考えられているのに、このチームの当てはめでは、3I/ATLASは太陽系の彗星と同じく輝石に富んでいる。途中のどこかで、未知の過程がちりを変化させているのかもしれない。
より深くから来た、新鮮なちり
銀河からの宇宙線は、原理的には結晶をガラスに変えうるが、それは天体の外側の層に限られる。著者たちは、3I/ATLASが太陽系を通過するあいだに表面を10メートル以上失った可能性が高いと指摘する。したがって、その通過後にウェッブが見たちりは、より深く、変質の少ない層から来ているのかもしれない。それは、この彗星が形成されたときの組成により近いものだ。