2002 AA29

2002 AA ₂₉
発見
発見者	リニア
発見日	2002年1月9日
指定
代替名称	なし
小惑星カテゴリー	アテン小惑星
軌道特性
	エポック2016年1月13日 ( JD 2457400.5)
	不確実性パラメータ0
観察アーク	736日（2.02年）
遠日点	1.0055 AU (150.42 グラム)
近日点	0.97963 AU (146.551 グラム)
半長軸	0.99259 AU (148.489 グラム)
偏心	0.013047
軌道周期（恒星）	0.99年（361.2日）
平均軌道速度	29.784 km/秒
平均異常	310.32 °
平均運動	0° 59分48.012秒/日
傾斜	10.748°
昇交点の経度	106.38°
近日点の議論	101.75°
地球 MOID	0.0116565 AU (1.74379 グラム)
木星 MOID	3.96814 AU (593.625 グラム)
身体的特徴
寸法	約0.06 km ; <100メートル; 25±5メートル
質量	約2.3×10 8 kg
平均密度	2 ? g/cm 3
赤道表面重力	~0.000 017 m/s 2
赤道脱出速度	~0.000 032 km/s
朔望周期	0.55 時間（33 分）
幾何学的アルベド	0.2 ?
温度	約279K
スペクトル型	S型小惑星
絶対等級（H）	24.1

2002 AA ₂₉（ 2002 AA29とも表記）は、2002年1月9日にLINEAR （リンカーン地球近傍小惑星調査）自動天文サーベイによって発見された小型の地球近傍小惑星である。小惑星の直径はわずか20～100メートル（70～300フィート）ほどである。地球の軌道と非常によく似た、ほぼ円軌道で太陽の周りを公転している。この軌道の大部分は地球の軌道の内側にあり、小惑星が太陽から最も遠い点である遠日点付近で地球の軌道を横切る。この軌道のため、小惑星はアテン型に分類され、^[2]小惑星2062アテンにちなんで名付けられた。

さらなる特徴として、太陽の周りを公転する平均周期がちょうど 1恒星年であることが挙げられる。これは、地球との関係が固定されていることを意味する。このような軌道は特定の条件下でのみ安定する。今のところ、地球と1:1 の共鳴関係に固定されているこの種の小惑星はわずかしか知られていない。最初のものは 1986 年に発見された3753 クルースネである。

惑星と 1:1 の軌道共鳴を持つ小惑星は、惑星の軌道をたどるため、共軌道天体とも呼ばれます。最も多く知られている共軌道小惑星は、関連する惑星の L4 および L5ラグランジアン点を占める、いわゆるトロヤ群です。ただし、2002 AA _{29 は}これらには属しません。代わりに、地球の軌道に沿ったいわゆる馬蹄軌道をたどります。

軌道

軌道データ

LINEARによる発見の直後、ジェット推進研究所（JPL）、アサバスカ大学（カナダ）、キングストンのクイーンズ大学（カナダ、オンタリオ州）、トロントのヨーク大学、フィンランドのトゥルク大学トゥオルラ天文台の科学者らは、 2002 AA ₂₉の異常な軌道を特定し、ハワイのカナダ・フランス・ハワイ望遠鏡によるさらなる観測を通じて、次のことが確認されました。

2002 AA ₂₉と地球の太陽の周りを回る軌道。太陽の北極上空から黄道面を見下ろした図。画像: JPL

その軌道は大部分が地球の軌道の内側にある。ほとんどの小惑星の軌道は、火星と木星の間の小惑星帯にある。木星やカークウッドの隙間などの巨大ガス惑星による軌道の乱れや、ヤルコフスキー効果（赤外線の非対称な吸収と放出による力）によって、小惑星は太陽系内部に逸らされ、そこでは小惑星の軌道は内惑星との接近によってさらに影響を受ける。2002 AA _{29 も}おそらく同じようにして太陽系外部から地球の影響下にもたらされたと思われる。しかし、この小惑星は常に地球近傍軌道上にあり、したがってこの小惑星またはその前駆天体が地球の軌道近くで形成されたとも考えられている。この場合、1 つの可能性として、中型小惑星が地球または月に衝突した際にできた破片である可能性がある。^[5]
平均公転周期は 1恒星年です。太陽系内部に転向した後、または地球の軌道に近い経路で形成された後、この小惑星は地球と一致する軌道に移動されたに違いありません。この軌道では、小惑星は繰り返し地球に引っ張られ、その公転周期が地球と同じになりました。現在の軌道では、地球は小惑星を自身の軌道と同期させています。

この小惑星の軌道はほぼ円形で、離心率は 0.012 で、地球の離心率 0.0167 よりもさらに低い。他の地球近傍小惑星の平均離心率は 0.29 と、かなり高い。また、2002 年以前に知られていた地球と 1:1 共鳴する他のすべての小惑星の軌道は非常に強い楕円形をしている。たとえば、(3753) クルースネの離心率は 0.515 である。2002 AA ₂₉の軌道は発見当時は独特で、それ以前に発見された小惑星の軌道が地球の軌道とあまり似ていないことから、この小惑星は地球の最初の真の共軌道伴小惑星と呼ばれることが多い。2002 AA ₂₉の軌道離心率が非常に低いことは、この小惑星が常に地球に近い軌道上にあったか、あるいはヤルコフスキー効果によって数十億年かけて比較的強く太陽系内部に螺旋状に落ち込んでいったかのどちらかであることを示しています。これは、惑星によって操縦された小惑星は、通常、より高い離心率の軌道をとるためです。
2002 AA ₂₉の黄道(地球の軌道面)に対する軌道傾斜角は10.739° と中程度です。したがって、その軌道は地球の軌道に比べてわずかに傾いています。

軌道の形状

2002 AA29 の馬蹄形軌道。この図は 95 年間の完全な公転を示しています。軌道上の2002 AA ₂₉の位置は 2003 年 (地球への最後の最接近) の位置です。画像: JPL

2002 AA ₂₉の軌道を、地球とともに太陽の周りを回る地点 (地球-太陽系の基準フレーム) から見ると、95 年間でほぼ 360° の円弧を描き、次の 95 年間で逆方向に戻ります。この円弧の形は馬蹄形を連想させるため、「馬蹄軌道」という名前が付けられています。地球の軌道に沿って移動すると、地球の周りを螺旋状に巻き付きます。螺旋の各ループは 1 年かかります。この螺旋運動 (地球-太陽基準フレーム内) は、わずかに低い軌道離心率と軌道の傾きから生じます。地球の軌道に対する傾斜は螺旋ループの垂直成分の原因であり、離心率の差は水平成分の原因です。

2002 AA _{29 が}地球の正面から近づいてくると(つまり、わずかに遅く動いていて、地球が追いついてくると)、地球の引力によって、わずかに速い軌道、つまり太陽に少し近い軌道に移ります。今度は新しい軌道に沿って地球の前を急いで進み、95 年後には地球をほぼ周回し、背後から近づいてきます。再び地球の重力の影響を受けるため、今度は太陽から遠い、より遅い軌道に持ち上げられます。この軌道ではもはや地球と歩調を合わせることができず、遅れをとり、95 年後に再び地球の正面から近づいてきます。地球と2002 AA _{29 は}太陽の周りを交互に追いかけ合いますが、パターンを崩すほど近づくことはありません。

2003年1月8日、この小惑星は地球の正面から0.0391 AU（5,850,000 km ）まで接近し、^[6]ほぼ1世紀ぶりの最接近となった。この日以来、小惑星は前方に急ぎ足で進み（軌道長半径は1 AU未満）、2097年7月11日に0.037712 AU（5,641,600 km）まで後方からの最接近を迎えるまで進み続けるだろう。^[6]この地球との微妙なやり取りの結果、地球を周回する他の地球軌道を横切る小惑星とは異なり、この小惑星が地球に衝突するのではないかと恐れる必要はない。計算によれば、今後数千年の間に、月は450万キロメートル、つまり地球から月までの距離の約12倍より近づくことはないだろう。^[3]

2589 年の2002 AA ₂₉の準衛星軌道。黄道を垂直に見下ろした状態。左は恒星の基準フレームにおける小惑星と地球の軌道、右は地球・太陽系の基準フレームにおける軌道。画像: JPL

2002 AA _{29 は}黄道に対して 10.739° の軌道傾斜角を持っているため、地球によって常に馬蹄形軌道に強制されているわけではなく、このパターンから外れることもあります。その後、しばらくの間、地球の近辺にとどまります。次にこれが起こるのは、約 600 年後、つまり 26 世紀です。そのときは、以前の馬蹄形軌道では到達しなかった地球の軌道の小さな隙間にとどまり、地球から 0.2天文単位(3000 万 km) 以内の距離になります。そこで、まるで第二の月のようにゆっくりと地球を一周しますが、一周するには 1 年かかります。 45年後、この天体は最終的に馬蹄形軌道に戻り、西暦3750年頃と6400年に再び45年間地球の近くにとどまります。馬蹄形軌道の外側にとどまるこれらの段階では、地球の軌道に沿った狭い領域で振動し、そこに捕らえられ、15年で前後に移動します。月のように地球に縛られておらず、主に太陽の重力の影響下にあるため、準衛星と呼ばれる天体に属します。これは、2台の車が同じ速度で並んで走り、繰り返し追い越しをしているものの、互いにつながっていないことに似ています。軌道計算によると、2002 AA _29は西暦520年頃から45年間この準衛星軌道上にあったが、その小ささのために見るには暗すぎたことがわかりました。 2つの軌道形態の間をほぼ周期的に切り替えますが、常に準衛星軌道に45年間留まります。西暦520年から6500年頃の期間外では、計算された軌道は混沌とし、予測不可能になるため、この期間外の期間については正確な記述を行うことはできません。^[7] 2002 AA _29は、馬蹄形と準衛星軌道を切り替える最初の既知の天体でした。

1900年から2140年までの2002AA29軌道のアニメーション

太陽・地球・ 2002 AA29

物理的性質

明るさと大きさ

2002 AA ₂₉自体については、ほとんど何もわかっていません。大きさは約 20～100 メートル (70～300 フィート) と非常に小さいため、地球からは大型望遠鏡でも小さな点として見え、高感度CCDカメラでしか観測できません。2003 年 1 月に最も接近したときの見かけの等級は約 20.4でした。^[8]

今のところ、 2002 AA ₂₉の組成については何も具体的なことはわかっていません。しかし、太陽に近いため、水氷などの揮発性物質で構成されているはずはありません。蒸発したり昇華したりするからです。彗星ではこれが目に見える尾を形成するので、これがはっきりと観察できます。おそらく、暗く炭素を含むか、やや軽いケイ酸塩に富んだ表面を持つでしょう。前者の場合、アルベドは約 0.05、後者の場合はやや高い 0.15 ～ 0.25 になります。この不確実性のため、直径の数値は幅広い範囲にわたります。

アレシボ電波望遠鏡のレーダーエコー測定からさらに不確実性が生じている。この測定では予想外に弱いレーダーエコーしか拾えなかったため、2002 AA _{29 は}^{推定よりも小さいか、電波を弱く反射しているかのどちらかであると考えられる。前者の場合、異常に高いアルベドを持っているはずである。 [4]}これは、この小惑星、または少なくともこの小惑星を構成する物質が、これまで地球近傍軌道で発見された他のほとんどの小惑星とは異なるか、中型小惑星が地球または月に衝突したときに投げ出された破片であるという推測を裏付ける証拠となる。^[5]

自転周期

アレシボ電波望遠鏡のレーダーエコー測定により、 2002 AA ₂₉の自転周期を判定することができました。このレーダー天文学の手順では、既知の波長の電波が電波望遠鏡から小惑星に向けられます。電波はそこで反射され、ドップラー効果により、観測者に向かって移動する表面部分 (小惑星の自転のため) は反射波の波長を短くし、観測者から遠ざかる他の部分は反射波長を長くします。その結果、反射波の波長は「ぼやけ」ます。波長のぼやけ具合と小惑星の直径により、自転周期を狭めることができます。したがって、2002 AA ₂₉の自転周期の上限は 33 分と計算されます。おそらく、この小惑星はもっと速く自転しているでしょう。この急速な自転と、直径が小さいこと、したがって質量が小さいことから、興味深い結論が導き出されます。

この小惑星は自転が速く、表面にかかる遠心力が重力を上回っている。そのため張力を受けており、他のいくつかの小惑星で想定されているように、緩く結合した破片の塊や互いに回転する破片で構成されているとは考えられない。たとえば、小惑星(69230) ヘルメスではそうであると判明している。代わりに、この小惑星の本体は、比較的強度の高い単一の岩石ブロックか、一緒に焼かれた破片でできているに違いない。しかし、その引張強度は地球の岩石よりもかなり低く、また、この小惑星は非常に多孔質でもある。^[4]
2002 AA _{29 は}、急速な自転によってばらばらにされてしまうため、個々の小さな破片から形成されたはずはない。したがって、2 つの天体の衝突で吹き飛ばされた破片であるに違いない。プリンストン大学のJ. リチャードゴットとエドワードベルブルーノは、 2002 AA _{29 は}地球と、巨大衝突仮説によれば初期に地球と衝突したとされる惑星テイアと共に形成された可能性があると推測している。^[9]

見通し

この小惑星は地球の軌道と非常によく似ているため、宇宙探査機が比較的簡単に到達できる。そのため、 2002 AA _{29 は}、小惑星の構造と形成、太陽の周りの軌道の進化について、より正確な研究をするための適切な研究対象となるだろう。一方、このタイプの地球の共軌道伴星は、準衛星2003 YN 107のように、馬蹄形軌道または準衛星軌道上にあることがすでに発見されている。さらに、地球・太陽系のラグランジュ点 L4 と L5 に、直径約 100 メートルの小型のトロヤ群伴星が存在すると推定されている。

参照

参考文献

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外部リンク

記事

2003-A17 の翻訳
地球周回軌道小惑星 2002 AA29
馬蹄軌道について説明した研究論文。105 ページから読むことをお勧めします。

データベース

MPECデータベースからの2002 AA29の軌道データ
EARN データベースからの 2002 AA29 の物理データ
ローウェル天文台の小惑星軌道要素データベース
2002 AA29、JPL 小天体データベース
- 接近 ·発見 ·エフェメリス ·軌道ビューア ·軌道パラメータ ·物理パラメータ

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