ハッブル宇宙望遠鏡による2006年のイクシオンの画像[1] | |
| 発見[2] | |
|---|---|
| 発見者 | 深黄道探査 |
| 発見場所 | セロ・トロロ観測所 |
| 発見日 | 2001年5月22日 |
| 指定 | |
| (28978) イクシオン | |
| 発音 | / ɪ k ˈ s aɪ . ə n / [3] |
名前の由来 | Ιξίων イクシオン |
| 2001 KX76 | |
| TNO · プルティノ[4] · ディスタント[5] | |
| 形容詞 | イクシオニアン/ ɪ k s i ˈ oʊ n i ə n / [6] |
| シンボル | |
| 軌道特性[2] | |
| エポック2020年12月17日 ( JD 2459200.5) | |
| 不確実性パラメータ3 | |
| 観察アーク | 35.93年(13,122日) |
| 最も早い回復前日 | 1982年7月17日 |
| 遠日点 | 49.584オーストラリア |
| 近日点 | 30.019 オーストラリア |
| 39.802 オーストラリア | |
| 偏心 | 0.24579 |
| 251.11年(91,717日) | |
| 289.587 ° | |
| 0° 0 m 14.13秒/日 | |
| 傾斜 | 19.600° |
| 71.011° | |
| ≈ 2070年9月24日[7] ±1日 | |
| 298.314° | |
| 身体的特徴 | |
| 寸法 | 756.9 km × 684.9 km (投影、掩蔽)[8] [9] |
| 709.6 ± 0.2 km [9] | |
| 12.4 ± 0.3 時間[10] 15.9 ± 0.5時間[11] | |
| 0.108 ± 0.002 幾何学的[12] 0.037 ± 0.007 ボンド[12] | |
| 温度 | 64+0.7 −1.1 か[9] |
| IR(中程度の赤色)[13] [14] B–V=1.009 ± 0.051 [15] V–R=0.61 ± 0.03 [15] V–I=1.146 ± 0.086 [15] | |
| 19.8 [16] | |
| 3.774 ± 0.021 [17] [12] 3.6(推定)[2] [5] | |
28978 イクシオン(/ ɪ k ˈ s aɪ . ə n /、暫定指定2001 KX 76)は、大型の太陽系外縁天体で、準惑星の可能性がある 。太陽系外縁部で海王星の外側を周回する氷天体の領域であるカイパーベルトに位置している。イクシオンは、海王星と2:3 の軌道共鳴にある力学的天体クラスであるプルティノに分類される。2001 年 5 月にセロ・トロロ汎米天文台の深黄道調査の天文学者によって発見され、2001 年 7 月に発表された。この天体は、ラピテース人の王であったギリシャ神話の人物イクシオンにちなんで名付けられた。
可視光では、イクシオンは表面を覆っている有機化合物のために暗く、やや赤みがかっている。イクシオンの表面に水の氷が存在すると疑われているが、厚い有機化合物の層の下に隠れて微量に存在する可能性がある。イクシオンの直径は710 km (440 mi)と測定されており、既知のプルティノの中で4番目に大きい。数人の天文学者はイクシオンを準惑星の可能性があると考えており、[18] [19]、他の天文学者はイクシオンを不規則な形の小さな太陽系の天体と球状の準惑星の間の遷移天体であると考えている。[20]現在のところ、イクシオンに天然の衛星があることは知られていないため、質量と密度は不明である。
歴史
発見

イクシオンは2001年5月22日、チリのセロ・トロロ米州天文台のアメリカ人天文学者チームによって発見された。[5] [21]この発見は、アメリカの天文学者ロバート・ミリスが国立光学天文台の施設にある望遠鏡を使用して黄道面近くにあるカイパーベルト天体を探すために実施した調査、ディープ・エクリプティック・サーベイの一部であった。[22] [21] 2001年5月22日の夜、アメリカの天文学者ジェームズ・エリオットとローレンス・ワッサーマンは、セロ・トロロの4メートルビクター・M・ブランコ望遠鏡で撮影された南の空のデジタル画像でイクシオンを特定した。 [ 23] [21]イクシオンは、約2時間の間隔で撮影された2枚の画像を編集しているときにエリオットによって初めて注目され、[24] [21]イクシオンが背景の星に対してゆっくりと動いていることが明らかになった。[a]発見当時、イクシオンはさそり座に位置していた。[b]
イクシオンの発見者は、この天体が遠方の天体としては比較的明るく見え、TNOとしてはかなり大きい可能性があることを示唆していると指摘した。[21] [26]この発見は、冥王星に匹敵する大きさの未発見の大型太陽系外天体が存在するという説を裏付けた。[21] [27]イクシオンの発見以来、ハウメア、エリス、マケマケといった準惑星 をはじめ、多数の大型太陽系外天体が発見されている。特にエリスは冥王星とほぼ同じ大きさである。[19]
イクシオンの発見は、2001年7月1日に小惑星センターの小惑星電子回覧で正式に発表されました。 [23]イクシオンには2001 KX 76という仮称 が与えられ、2001年5月後半に発見されたことを示しています。イクシオンは、仮称の最後の文字と数字が示すように、5月後半に発見された1,923番目の天体でした。[c]
発見当時、イクシオンは、その高い固有輝度から、太陽系内で最大の太陽系外天体の一つであると考えられていた。[21] [26]イクシオンのこれらの特徴により、その軌道を確かめるための追跡観測が行われ、それがイクシオンのその後のサイズ推定の確実性を向上させた。[29] [27] 2001年8月、天文学者のチームがヨーロッパ南天天文台のアストロビルテル仮想天文台を使用して、さまざまな天文台から入手したアーカイブの発見前写真を自動的にスキャンした。 [27]研究チームはイクシオンの9枚のプレリカバリ画像を入手したが、最も古いものは1982年7月17日にサイディングスプリング天文台で撮影されたものである。 [30] [31]これらのプレリカバリ画像と、 2001年にラ・シヤ天文台の2.2メートルMPG/ESO望遠鏡で行われたその後の追跡観測により、イクシオンの観測弧は18年以上延長され、その軌道が正確に決定され、小惑星センターによる番号付けの対象となるのに十分なものとなった。[27] [31]イクシオンには2001年9月2日に永久小惑星番号28978が与えられた。[32]
名前

この小惑星は、ギリシア神話の人物イクシオンにちなんで名付けられている。これは、国際天文学連合(IAU)の命名規則に従っており、この規則では、冥王星(海王星と3:2の軌道共鳴にある天体)は冥界に関連する神話の人物にちなんで名付けられる必要がある。[33]ギリシア神話では、イクシオンはテッサリアの伝説的なラピュタ族の王であり、デイオネウス(またはエイオネウス)の娘であるディアと結婚しており、イクシオンはディアに高価な結婚祝いを与えることを約束していた。 [34]イクシオンはデイオネウスを宴会に招待したが、代わりに彼を燃える石炭と木の落とし穴に突き落とし、デイオネウスを殺した。下級の神々はイクシオンの行為を軽蔑したが、ゼウスはイクシオンを哀れみ、他の神々との宴会に招待した。[34]感謝するどころか、イクシオンはゼウスの妻ヘラに好色になった。ゼウスは彼の意図を知り、ヘラの形をした雲ネフェレを創造し、イクシオンを騙してネフェレと交わらせ、ケンタウロスの種族の父となった。[34]イクシオンは罪のためにオリンポスから追放され、雷で吹き飛ばされ、永遠に冥界の燃える太陽の輪に縛られた。 [35]
イクシオンという名前は、カイパーベルト天体38083ラダマンサスの命名にも関わったEKエリオットによって提案された。[2] [35]命名書は2002年3月28日に小惑星センターによって出版された。[36]
天文学では惑星記号の使用は推奨されていないため、イクシオンは天文学文献で記号化されることはなかった。占星術師が使用するイクシオンの標準的な記号も存在しない。サンディ・ターンブルはイクシオンの記号を提案した(
) には、イクシオンがタルタロスで縛られていた太陽の輪が描かれているほか、頭文字の I と X が含まれています。マサチューセッツ州のソフトウェア エンジニアで、準惑星のほとんどのシンボルをデザインしたデニス モスコウィッツは、I と X をギリシャ文字のイオタ (Ι) とクシ (Ξ) に置き換えて、異形 (
これらのシンボルは占星術のウェブサイトで時々言及されていますが、広く使用されているわけではありません。[37]
軌道と回転
イクシオンは、海王星と平均運動比2:3 の軌道共鳴を起こす共鳴太陽系外縁天体の大きな集団であるプルティノに分類される。 [d]そのため、イクシオンは、海王星が太陽の周りを 3 周するごとに、太陽の周りを 2 周する。[4] [38]イクシオンが発見されたとき、当初は海王星と 3:4 の軌道共鳴を起こしていると考えられていたため、イクシオンは太陽に近づいたはずだった。[21] [26]イクシオンは平均 39.8 AU (59.5 億 km、37 億マイル)の距離を太陽の周りを周回し 、1 周するのに 251 年かかる。[2]これは、軌道周期が約 250 年、軌道長半径が約 39 AU であるすべてのプルティノの特徴である。 [39]
冥王星と同様に、イクシオンの軌道は細長く、黄道に対して傾いている。[39]イクシオンの軌道離心率は0.24、軌道傾斜角は19.6度で、冥王星の軌道傾斜角17度よりもわずかに大きい。[2] [39]軌道の途中で、イクシオンの太陽からの距離は、近日点(最も近い距離)の30 AUから遠日点(最も遠い距離)の49.6 AUまで変化する。[2]イクシオンの軌道は冥王星の軌道に似ているが、軌道の向きが異なっている。イクシオンの近日点は黄道より下にあるのに対し、冥王星は黄道より上にある(右の図を参照)。 2019年現在、イクシオンは太陽から約39 AUの距離にあり、現在は太陽に近づいており、2070年までに近日点に近づいています。 [2] Deep Ecliptic Surveyによるシミュレーションでは、イクシオンは今後1000万年で近日点距離( q min )を27.5 AUまで縮める可能性があることが示されています。 [4][アップデート]
イクシオンの自転周期は不確かである。さまざまな測光測定から、明るさの変化がほとんどなく、光度曲線の 振幅が0.15等級未満であることが示唆されている。[10] [11] [40]イクシオンの自転周期を決定する最初の試みは、2001年に天文学者のオルティスとその同僚によって行われたが、決定的な結果は得られなかった。彼らの短期的な測光データは、明るさの変化に基づいてイクシオンの自転周期を決定するには不十分であったが、イクシオンの光度曲線の振幅を0.15等級未満に制限することはできた。[41] [40]天文学者のシェパードとジューイットは2003年に同様に決定的な結果を得ており、振幅の制限を0.05等級未満とし、オルティスの振幅制限よりもかなり小さい値とした。[42] 2010年、天文学者のルーセロとプティはヨーロッパ南天天文台の新技術望遠鏡でイクシオンを観測し、イクシオンの自転周期が15.9 ± 0.5時間で、光度曲線の振幅は約0.06等級である。[11]ガリアッツォらは、より短い自転周期を得た。2016年には12.4 ± 0.3時間であったが、その結果が誤っている可能性は1.2%あると計算された。[10]
身体的特徴
サイズと明るさ


イクシオンの測定直径は710 km (440 mi)、光学絶対等級は3.77、幾何アルベド(反射率)は0.11です。[9] [12]冥王星とその衛星カロンと比較すると、イクシオンの直径は冥王星の3分の1未満、カロンの5分の3未満です。[e]イクシオンは、直径がよく制限された既知の冥王星の中で4番目に大きいもので、 2003 AZ 84、オルクス、冥王星に先行しています。[39]イクシオンは、ディープ・エクリプティック・サーベイによって発見された本質的に最も明るい天体であり、 [53]天文学者のマイケル・ブラウンと小惑星センターによると、海王星外縁天体の中で最も明るい20天体の1つです。[19] [54]
イクシオンは発見当時、最大かつ最も明るいカイパーベルト天体であった。[53] [21] [29]低アルベドという仮定の下では、直径が約1,200 km (750 mi) と推定され、準惑星ケレスよりも大きく、カロンと同程度の大きさであった。[21]その後、2001年8月にラ・シヤ天文台の MPG/ESO 望遠鏡とヨーロッパ南天天文台のアストロビルテルによるイクシオンの観測では、低アルベドという以前の仮定の下ではあったものの、直径が約1,200~1,400 km (750~870 mi) と同程度であると結論付けられた。[27]
2002年、マックスプランク電波天文学研究所の天文学者たちは、IRAM 30m望遠鏡でイクシオンの熱放射をミリ波で測定し、アルベド0.09を得た。これは直径1,055 km (656 mi) に相当し、イクシオンの大きさとアルベドに関するこれまでの仮定と一致していた。[43]その後、彼らは2003年に結果を再評価し、イクシオンの熱放射の検出は誤りであることを認識した。IRAM望遠鏡による追跡観測では、250 GHzの周波数でミリメートル範囲内の熱放射が検出されなかったため、アルベドが高く、結果としてイクシオンが小さいことが示唆された。イクシオンのアルベドの下限は0.15に制限され、イクシオンの直径は804 km (500 mi) を超えないことを示唆した。[44]
スピッツァー宇宙望遠鏡などの宇宙望遠鏡により、天文学者はイクシオンの熱放射をより正確に測定することができ、そのアルベドとサイズをより正確に推定することができました。[55] [48] 2005年にスピッツァーで行われた予備的な熱測定では、アルベドの制約が0.25~0.50とはるかに高く、直径の範囲は400~550 km(250~340マイル)でした。[46] 2007年にスピッツァーが複数の波長範囲(バンド)で行ったさらなる熱測定では、データの単一バンドと2バンドのソリューションで、それぞれ約446 km(277マイル)と573 km(356マイル)の平均直径の推定値が得られました。これらの結果から、採用された平均直径は650+260
−220 km (404+162
−1372013年にハーシェル宇宙望遠鏡とスピッツァー宇宙望遠鏡が 行ったマルチバンド熱観測に基づき、イクシオンの直径は617km(383マイル)に修正された。[51 ]
2020年10月13日、イクシオンは10等級の赤色巨星(ガイアDR2 4056440205544338944)を掩蔽し、約45秒間その光を遮った。 [9]この恒星掩蔽は、米国西部の7か所の天文学者によって観測された。[9]参加した10人の観測者のうち8人が掩蔽を実際に検出したと報告した。[8]ローウェル天文台の観測者は、掩蔽弦のタイミングを非常に正確に測定し、イクシオンの直径と大気の可能性を厳密に制約することができた。イクシオンの掩蔽プロファイルを楕円形に当てはめると、投影された寸法は約 757 km × 685 km (470 mi × 426 mi) となり、投影された球の直径は 709.6 ± 0.2 km (440.92 ± 0.12 mi) になります。ローウェル天文台の正確な弦は、イクシオンの大気の上限表面圧力を 2マイクロバール未満としています。 [9]
準惑星の可能性
天文学者のゴンサロ・タンクレディは、イクシオンが直径450km(280マイル)以上であることから、有力候補であると考えている。これは、主に氷で構成されているという仮定のもとで、物体が静水圧平衡に達するために推定される最小サイズである。[56]イクシオンはまた、光度曲線の 振幅が0.15等級未満であることから、球状である可能性が高いことを示している。そのため、タンクレディはイクシオンを準惑星の可能性が高いと考えた。[ 18]アメリカの天文学者マイケル・ブラウンは、イクシオンが準惑星である可能性が非常に高いと考えており、「非常に可能性が高い」範囲の下限に位置付けている。[19]しかし、2019年に天文学者のウィリアム・グランディと同僚は、直径約400〜1,000 km(250〜620マイル)でイクシオンと同サイズの太陽系外縁天体は固体に崩壊しておらず、より小さく多孔質の(したがって密度が低い)天体と、より大きく密度が高く、明るく地質学的に分化した準惑星などの惑星体との間の遷移状態にあると提唱した。イクシオンはこのサイズ範囲内に位置しており、多孔質の内部構造を持ち、せいぜい部分的にしか分化していないことを示唆している。イクシオンの内部は重力で崩壊した可能性があるが、表面は圧縮されていないため、イクシオンは静水圧平衡になく、したがって準惑星ではない可能性がある。[20]しかし、イクシオンに関するこの概念は現在検証できない。この天体に天然の衛星があることは現在のところ知られておらず、そのためイクシオンの質量と密度は現在測定できない。ハッブル宇宙望遠鏡によるイクシオンから0.5秒角以内の衛星の発見の試みは2回しか行われておらず[1] [57]、これらの探索で衛星が見逃される可能性は0.5%もあると示唆されている[49] 。
スペクトルと表面

イクシオンの表面は非常に暗く未発達で、アロコスのようなより小型で原始的なカイパーベルト天体の表面に似ている。[12]可視スペクトルでは、イクシオンは中程度の赤色で表示され、大型カイパーベルト天体クワオアに似ている。[58]イクシオンの反射 スペクトルは、波長0.4 ~ 0.95 μmにわたって赤色のスペクトル傾斜を示し、これらの波長でより多くの光を反射する。0.85 μm より長波長側では、イクシオンのスペクトルは平坦で特徴がなく、特に近赤外線の波長で顕著である。[58]近赤外線では、イクシオンの反射スペクトルは色が中性で、波長1.5 μm と 2 μmでの水氷の明らかな吸収シグネチャがない。[38]イクシオンの近赤外線スペクトルには水氷は存在しないように見えるが、バルクメとその同僚は2007年にイクシオンの近赤外線スペクトルに水氷の弱い吸収シグネチャが検出されたと報告している。[59]イクシオンの特徴のない近赤外線スペクトルは、その表面が太陽放射と宇宙線によって照射された暗い有機化合物の厚い層で覆われていることを示している。[38]
イクシオンの表面の赤い色は、太陽放射と宇宙線による水と有機物を含むクラスレートの照射に由来し、その表面を覆うソリンと呼ばれる暗く赤みがかったヘテロポリマーを生成する。 [41]イクシオン表面でのソリンの生成は、イクシオンの赤く特徴のないスペクトルと低い表面アルベドの原因である。イクシオンの中性近赤外線色と明らかに水の氷がないことから、その表面は厚いソリンの層で覆われていることが示され、イクシオンは長期にわたる照射を受けており、衝突による表面再形成を経験しておらず、そうでなければその下の水の氷が露出する可能性があることを示唆している。[13] [38]イクシオンは一般に赤い色であることが知られているが、2006年と2007年に超大型望遠鏡(VLT)による可視光および近赤外線観測では逆説的に青い色が見つかった。[60]この矛盾は、その表面の不均一性を示すものであると結論付けられ、さまざまな研究で矛盾する水氷の検出を説明することもできるかもしれない。[60]
2003年、VLT観測により、イクシオンのスペクトルの0.8μmに弱い吸収特性が暫定的に解明されたが、これは水によって水性に変化した表面物質に起因する可能性がある。しかし、2004年のBoehnhardtらによる追跡研究では確認されず、2003年と2004年の分光結果の不一致はイクシオンの不均質な表面によるものである可能性があると結論付けられた。[41]同じ研究で、測光および偏光観測の結果から、イクシオンの表面は主に暗い物質と、より少ない割合の明るい氷の物質の混合物で構成されていることが示唆されている。Boehnhardtらは、0.08の幾何学的アルベドに最もよく適合するモデルとして、暗い物質と明るい物質の混合比が6:1であると示唆した。[41]可視光線と赤外線の分光結果を組み合わせた結果、イクシオンの表面は主に非晶質炭素とソリンの混合物で構成されており、イクシオンの表面組成の最適モデルは次の通りであると示唆された:非晶質炭素65%、彗星氷ソリン(氷ソリンII)20%、窒素とメタンに富むタイタンソリン13% 、水氷2%。[41]
2005年、天文学者のロリンとルーセロは、彗星活動の証拠を探すためにVLTでイクシオンを観測した。彼らはイクシオンの周囲にコマを検出しなかったため、イクシオンの塵の生成率は毎秒5.2キログラムが上限であるとされた。[61]
探検
2015年に冥王星を通過することに成功したニューホライズンズ宇宙船は、2016年7月13日と14日に長距離撮像装置を使用してイクシオンを遠方から観測しました。[12]宇宙船は15AU(22億km; 14億マイル)の範囲から20.2等級のイクシオンを検出し、64度の高い位相角から観測することができ、表面の光散乱特性と測光位相曲線の挙動を決定することができました。 [12]
アシュリー・グリーブスとその同僚が2012年に発表した研究では、イクシオンはアトラスV 551またはデルタIV HLVロケットで打ち上げられる予定の周回ミッションコンセプトの潜在的なターゲットとして検討されていた。イクシオンへの周回ミッションでは、宇宙船は2039年11月に打ち上げられ、木星の重力アシストを利用して到着するまでに20年から25年かかる。[62]グリーブスは、イクシオンとヒューヤの軌道はどちらも周回軌道投入に必要な操作が最も少ないため、これらが周回衛星の最も実現可能なターゲットであると結論付けた。[62]イクシオンへのフライバイミッションについては、惑星科学者のアマンダ・ザンガリは、2027年か2032年の打ち上げを基準に、木星の重力アシストを利用して宇宙船がイクシオンに到着するまでに10年強かかると計算した。宇宙船が到着するとき、イクシオンは太陽から約31~35AUの距離にある。あるいは、2040年の打ち上げを基準としたフライバイミッションでも、木星の重力アシストを利用して10年強かかる。宇宙船が2050年に到着する頃には、イクシオンは太陽から約31~32AUの距離にある。[63]木星や土星の重力アシストを利用した他の軌道も検討されている。木星と土星の重力アシストを利用した軌道は、打ち上げ日を2035年または2040年とすると22年未満で完了する可能性があるが、土星からの重力アシストを1つだけ利用する軌道は、打ち上げ日を2038年または2040年とすると少なくとも19年かかる可能性がある。宇宙船にこれらの代替軌道を使用すると、宇宙船が到着するときにイクシオンは太陽から約30AUの距離にあることになる。[63]
注記
- ^ 2001年7月に発行された小惑星電子回覧には、2001年5月22日のセロ・トロロ(観測所コード806)での2回の観測記録から得られたイクシオンの2つの座標が記載されている。最初の観測と2回目の観測の間の時間は0.08127日、つまり約1.95時間である。この時間間隔内で、イクシオンはセロ・トロロで最初に観測された元の位置から約0.41秒角移動した。 [23]
- ^ 2001年5月22日のイクシオンの赤道座標は16時16分06.12秒、 −19°13′45.6″であり、[23] [5]これはさそり座の座標である17時頃、−40°に近い。[25]
- ^ 小惑星の仮命名規則では、最初の文字は発見年の半月を表し、2番目の文字と数字はその半月内の発見順序を示す。2001 KX 76の場合、最初の文字「K」は2001年5月の第2半月に対応し、次の文字「X」は77回目の発見サイクル(76サイクル完了)で23番目に発見された天体であることを示す。各サイクルは発見を表す25文字で構成されているため、23 + (76サイクル × 25文字) = 1,923となる。[28]
- ^ プルティノ分類は、このグループの最大のメンバーである準惑星冥王星にちなんで名付けられました。
- ^ 冥王星とカロンの直径の現在の推定値は2376 kmとそれぞれ1212 kmである。[52]冥王星の直径の3分の1は792 kmでカロンの直径の5分の3は727 km —イクシオンの直径と比較すると710キロ。
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外部リンク
- 今日の天文写真 - 2001 年 8 月 30 日
- 木星を超えて:遠く離れた小惑星の世界 – (28978) イクシオン
- JPL 小天体データベースの 28978 Ixion
