形 2024年時点の ニューホライズンズ 探査機の画像から構築されたアロコスの形状モデル 回転する南極から見た図。[ 6 ] 2024年時点の ニューホライズンズ 探査機の画像から構築されたアロコスの形状モデル 赤道から見た図。モデルの回転北極は上を向いている。赤い部分は、ニューホライズンズ によって十分に画像化されなかった領域を示している。[ 6 ] アロコスは、狭い首または腰でつながれた2つの六角形のローブからなる接触連星で、明るい帯状の領域が アカサ・リネア と呼ばれています。[ 6 ] : 11 これらのローブは、かつては2つの天体だったものが、ゆっくりとした衝突で合体したと考えられています。[ 39 ] 大きい方のローブは正式にはウェヌ・ローブスと呼ばれ、わずかに扁平で、最長軸の長さは約20.1 km (12.5 mi) です。一方、小さい方のローブ、ウィーヨ・ローブスはほぼ球形で、最長軸の長さは約15.0 km (9.3 mi)です。 [ 6 ] : 10 ニューホライズンズ 探査機が撮影した画像から構築されたアロコスの形状モデルに基づくと、ウェヌの寸法は約20.1 km × 19.8 km × 13.7 km (12.5 mi × 12.3 mi × 8.5 mi) であり、ウィーヨの寸法は約15.0 km × 14.4 km × 13.6 km (9.3 mi × 8.9 mi × 8.5 mi) である。ウェヌの体積はウィーヨのほぼ2倍である。[ 6 ] : 11 アロコス全体としては、最長軸の長さは34.5 km (21.4 mi) 、厚さは約 13.8 km (8.6 mi) である。[ 6 ] : 10
両ローブの最長軸は、ほぼ互いに、そして両ローブの間に位置する回転軸と一直線に並んでいる。 [ 40 ] このローブのほぼ平行な配置は、合体する前に潮汐力 によって互いに固定されて いたことを示唆している。[ 40 ] ローブの配置は、2つがそれぞれ氷粒子の雲の合体から形成されたという考えを裏付けている。[ 41 ]
ニューホライズンズ がアロコスをフライバイする以前、アロコスによる恒星掩蔽 によって、その二葉形であることが証明されていた。[ 42 ] アロコスの最初の詳細な画像は、その二葉形を裏付け、葉が明らかに球形に見えたことから、アラン・スターンはそれを「雪だるま」と表現した。[ 43 ] 2019年2月、ニューホライズンズ のフライバイから1か月後、科学者たちは、アロコスが最接近後に背景の星を掩蔽するニューホライズンズ の画像に基づいて、アロコスは極めて扁平であると提唱した。[ 44 ] しかし、2024年のニューホライズンズ 画像の再解析により、アロコスは以前考えられていたほど扁平ではないことが判明した。[ 6 ]
地質学
クレーター アロコスの表面は、わずかにクレーターがあり、見た目は滑らかです。[ 53 ] アロコスの表面には小さなクレーターがほとんどなく(大きさは1 km (0.62 mi) から写真の解像度の限界まで)、その歴史を通じて衝突が少なかったことを示唆しています。[ 54 ] カイパーベルトでの衝突イベント の発生はまれであり、10億年の間に衝突率が非常に低いと考えられています。[ 55 ] カイパーベルト天体の軌道速度 が遅いため、アロコスに衝突する天体の速度は低く、典型的な衝突速度は約300 m/s (980 ft/s) と予想されます。[ 55 ] このような遅い衝突速度では、アロコスに大きなクレーターはまれであると予想されます。衝突イベントの頻度が低く、衝突速度も遅いため、アロコスの表面は形成以来保存されたままです。アロコスの保存された表面は、その形成過程の手がかりや、付着 物質の痕跡を与える可能性がある。[ 55 ] [ 30 ]
ニューホライズンズ 探査機の高解像度画像から、アロコスの表面にある多数の小さな窪みが確認された。[ 56 ] [ 57 ] これらの窪みの大きさは、直径約700 メートル(2,300 フィート) と測定されている。[ 56 ] これらの窪みの正確な原因は不明である。これらの窪みの原因として考えられるのは、衝突、物質の崩壊、揮発性物質の昇華 、またはアロコス内部からの揮発性ガスの噴出などである。[ 56 ] [ 57 ]
表面の特徴 アロコスの地質図。縮尺に合わせて彗星67P も描かれている。ウィーヨは寒色(青と緑)で、ウェヌは暖色(黄色と赤)で描かれている。ラベル「bm」、「dm」、「pm」、「rm」、「um」はそれぞれ、明るい、暗い、模様のある(まだら模様の)、粗い、未分化の物質を示す。8つの起伏のある地形ユニット「ma」から「mh」は、ウェヌの祖先の構成要素である可能性がある。[ 40 ] 「sp」は小さな窪み/クレーターである。緑色の「lc」(大きなクレーター)はスカイ、首の黄色い明るい物質はアカサ・リネア、紫色のユニット「mh」を囲む環はカ・アン ・アルクスである。 アロコスの各ローブの表面には、さまざまな明るさの領域と、溝 や丘 などのさまざまな地質学的特徴 が見られます。[ 40 ] [ 58 ] これらの地質学的特徴は、アロコスのローブを形成する小さな微惑星の集まりに由来すると考えられています。[ 59 ] アロコスの表面の明るい領域、特に明るい線状構造は、アロコスの丘から転がり落ちてきた物質の堆積によって生じたと考えられています。[ 50 ] アロコスの表面重力 は、これが起こるのに十分です。[ 8 ]
小さい方のローブであるウィーヨには、「スカイ」と呼ばれる大きな窪みがあります(以前は ニューホライズンズ チームの本拠地であるメリーランド州にちなんで「メリーランド」と呼ばれていました)。[ 60 ] [ 50 ] スカイが円形であると仮定すると、直径は6.7 km (4.2 mi) 、深さは0.51 km (0.32 mi) です。[ 53 ] スカイは、直径700 m (2,000 ft) の物体によって形成された衝突クレーターである可能性が高いです。[ 61 ] スカイ内には、同様の大きさの2つの非常に明るい筋があり、明るい物質が窪みに転がり込んだ雪崩 の残骸である可能性があります。[ 40 ] ウィーヨの明暗境界線 付近には4つのほぼ平行な溝があり、スカイの縁 には2つのキロメートルサイズの衝突クレーターがある可能性があります。[ 58 ] [ 40 ] ウィーヨの表面には、明るい斑点状の領域が、広く暗い領域 ( dm ) によって隔てられている。この暗い領域は、崖の後退を 経験した可能性があり、その後退では揮発性物質の昇華によって侵食され、太陽光によって照射された暗い物質の残留堆積物が露出した。 [ 58 ] ウィーヨの赤道端にある別の明るい領域 ( rm ) は、起伏の多い地形と、ピット、クレーター、またはマウンドである可能性のあるいくつかの地形的特徴を示している。[ 40 ] ウィーヨは、スカイ付近で明確な起伏地形の単位を示していないが、これはおそらく、クレーターを形成した衝突イベントによって引き起こされた再表面化の結果である。[ 40 ]
ウィーヨと同様に、より大きなローブであるウェヌの終端に沿って、溝とピットクレーターの列も存在します。ウェヌは、それぞれが約5 km (3.1 mi) のほぼ同じ大きさの、8 つの特徴的な起伏地形のユニットまたはブロックで構成されています。[ 40 ] これらのユニットは、比較的明るい境界領域によって隔てられています。[ 40 ] これらのユニットの大きさが似ていることから、それぞれがかつて小さな微惑星であり、それらが合体してウェヌを形成したと考えられます。[ 40 ] これらの微惑星は、天文学的な基準ではゆっくりと集積したと考えられていますが (毎秒数メートルの速度)、このような速度で合体してコンパクトな天体を形成するには、機械的強度が非常に低い必要があります。 [ 40 ] 中央のユニット ('mh') は、明るい環状の特徴であるKaʼan Arcus (当初は「どこにも行かない道」と呼ばれていました) に囲まれています。[ 57 ] [ 8 ] 立体図分析によると、中央のユニットは周囲のユニットに比べて比較的平坦に見える。[ 40 ] アロコスの立体図分析では、ウェヌの肢部('md')にある特定のユニットが他のユニットよりも高い位置と傾斜を持っていることも示されている。[ 40 ]
2 つのローブをつなぐ首の部分であるアカサ リネアは、どちらのローブの表面よりも明るく、赤みが少ない外観をしている。[ 62 ] アカサ リネアの明るさは、ローブの表面よりも反射率の高い物質で構成されていることが原因であると考えられる。ある仮説では、明るい物質は、時間の経過とともにローブから落下した小さな粒子の堆積によって生じたとされている。[ 63 ] アロコスの重心は ローブの間にあるため、小さな粒子は各ローブ間の中心に向かって急な斜面を転がり落ちると考えられる。[ 62 ] 別の提案では、明るい物質はアンモニア 氷の堆積によって生成されたとされている。[ 64 ] アロコスの表面に存在するアンモニア蒸気は、首の凹状の形状のためにガスが逃げられないアカサ リネアの周囲で固化すると考えられる。[ 64 ] アロコスが太陽の周りを公転する際の季節的な軸傾斜 が大きいことが、アカサの明るさを維持していると考えられている。 [ 65 ] 軌道上、赤砂星の葉状部が太陽の方向と同一平面上にあるときは、赤砂星は影になり、その間、首の部分は日光を受けず、冷却されて揮発性物質がその領域に閉じ込められる。[ 65 ]
2020 年 5 月、IAU の惑星系命名作業部会 (WGPSN) は、アロコスのすべての特徴に、過去と現在の世界の言語で「空」を意味する言葉にちなんで命名するという命名テーマを正式に確立しました。[ 66 ] 2021 年に、最初のいくつかの名前が承認され、その中には小さなローブのスカイ クレーターがあり、後にウィーヨ ロブスと名付けられました。[ 60 ] 2022 年に、ウェヌ ロブスの円弧に Kaʼan Arcus が承認されました。[ 67 ] 2025 年 12 月 17 日、Akasa Linea は Akasa Collum に変更されました。[ 68 ]
内部構造 アロコスの縁辺部の地形変化は、その内部が主に非晶質の水氷 と岩石物質からなる機械的に強い物質で構成されている可能性が高いことを示唆している。[ 63 ] [ 74 ] アロコスの内部には、水氷に閉じ込められた微量のメタンやその他の揮発性ガスが蒸気の形で存在する可能性もある。[ 74 ] アロコスの密度が彗星のように低いと仮定すると、 0.5 g/cm 3 であり、アロコスの内部に閉じ込められた揮発性ガスが内部から表面に逃げ出すと考えられているため、その内部構造は多孔質であると予想されます。 [ 40 ] [ 74 ] アロコスが放射性核種 の放射性崩壊 によって生じる内部熱源を持っていると仮定すると、アロコス内部に閉じ込められた揮発性ガスは、彗星 のガス放出 のシナリオと同様に、外側に移動して表面から逃げ出すでしょう。[ 74 ] 逃げ出したガスはその後凍結してアロコスの表面に堆積し、その表面に氷やソリンが存在する理由を説明できる可能性があります。[ 74 ] [ 52 ]
軌道と分類 ニューホライズンズ の 2006年1月19日から2030年12月30日までの軌道
アニメーション ニュー
ホライズンズ · 486958 アロコス · 地球 · 132524 APL · 木星 · 冥王星 アロコスは太陽から平均44.2 天文単位 (6.61 × 10 ^ 9 km、4.11 × 10 ^ 9 mi) の距離で公転しており、太陽の周りを一周するのに294年かかります。 [ a ] 軌道離心率 が0.04と低いため、アロコスは太陽の周りをほぼ円形の軌道で公転しており、 近日点 では42.6 AU、遠日点 では45.9 AUと距離がわずかに変化するだけです。[ a ] アロコスは軌道離心率が低いため、軌道が乱れるほど 海王星 に近づくことはありません。(アロコスの海王星からの最小軌道交差距離 は12.7 AUです。)[ 2 ] アロコスの軌道は長期間にわたって安定しているようです。深層黄道探査 によるシミュレーションでは、その軌道は今後 1000 万年で大きく変化しないことが示されています。[ 76 ] 2019 年1 月にニュー ホライズンズが フライバイした時点では、アロコスの太陽からの距離は43.28 AU (6.47 × 10 ^ 9 km; 4.02 × 10 ^ 9 mi) でした。[ 77 ] この距離では、太陽からの光がアロコスに到達するまでに 6 時間以上かかります。[ 78 ] [ 79 ]
アロコスは、海王星の外側の太陽系を公転しているため、小惑星センターでは一般的に遠方の小惑星 または海王星横断天体に分類されています。 [ 2 ] [ 1 ] 太陽から39.5~48AUのカイパーベルト 領域内に非共鳴軌道を持つアロコスは、古典的なカイパーベルト天体 、またはキューブワノに分類されています。[ 80 ] [ 4 ] アロコスの軌道は黄道 面に対して2.45度傾いており、マケマケ などの他の古典的なカイパーベルト天体と比較すると比較的低い値です。[ 81 ] アロコスは軌道傾斜角と離心率が低いため、動的に低温の古典的なカイパーベルト天体群の一部であり、過去に海王星が外側へ移動した 際に大きな摂動を受けた可能性は低いと考えられます。カイパーベルト天体の低温古典集団は、太陽系形成 時の物質集積によって残された微惑星の残骸であると考えられている。[ 80 ] [ 82 ]
回転と温度 アロコスの自転を2.5時間にわたって捉えた3枚の連続画像。
ハッブル宇宙望遠鏡による測光 観測の結果、アロコスの明るさは自転に伴って約 0.3等級変化することがわかった。 [ 83 ] [ 84 ] ハッブルの観測からアロコスの自転周期と光度曲線の振幅 を決定することはできなかったが、微妙な明るさの変化から、アロコスの自転軸は地球の方向を向いているか、ほぼ球形で赤道面を上にして観測されており、制約されたa / b の 最適適合アスペクト比は 約 1.0~1.15 であることが示唆された。[ 84 ] [ 83 ]
ニューホライズンズ 探査機がアロコスに接近した際、アロコスの不規則な形状にもかかわらず、探査機は回転光度曲線の振幅を検出できなかった。 [ 85 ] 回転光度曲線が見られないことを説明するため、科学者たちはアロコスが横向きに回転しており、その回転軸が接近するニューホライズンズ 探査機にほぼ直接向いていると推測した。[ 85 ] 接近時にニューホライズンズ から撮影されたアロコスの画像は、その回転が傾いており、南極が太陽の方を向いていることを確認させた。[ 16 ] [ 18 ] アロコスの回転軸は軌道に対して99度 傾いている。 [ 86 ] 掩蔽とニューホライズンズの 画像データに基づいて、アロコスの自転周期は15.938時間と決定された。[ 9 ]
アロコスの自転軸の傾きが大きいため、太陽の周りを公転する過程で、北半球と南半球の太陽放射照度は大きく変化します。 [ 40 ] アロコスは太陽の周りを公転する間、一方の極域は常に太陽に面し、もう一方の極域は太陽から遠ざかっています。 軌道の離心率が低いため、アロコスの太陽放射照度は17%変化します。[ 40 ] アロコスの平均気温は約42 K(-231.2 °C、-384.1 °F) と推定され、最高気温は約 アロコスの太陽直下点の照射面では 60 K である。[ 87 ] [ 45 ] ニューホライズンズ REX 機器による放射 測定によると、アロコスの非照射面の平均表面温度は約 29 ± 5 K 、[ 45 ] モデル化された範囲よりも高い 12~14 K。REX によって測定されたアロコスの非照射面の温度が高いということは、アロコスの表面下から熱放射が放出されていることを示唆しており、その表面下は外面よりも本質的に暖かいと予測されていた。[ 45 ]
質量と密度 アロコスの質量と密度は不明である。ローブは互いに軌道を描いているのではなく接触しているため、質量と密度の確定的な推定値は得られない。[ 88 ] アロコスを周回する可能性のある自然衛星が その質量を決定するのに役立つかもしれないが、[ 62 ] そのような衛星は発見されていない。[ 88 ] 両方のローブが自己重力によって束縛され、2つの相互重力がそれらを分離する遠心力に打ち勝っていると仮定すると、アロコスの密度は彗星に似た非常に低い密度であると推定され、推定最小密度は 0.29 g/cm 3 。首の形状を維持するためには、アロコスの密度は最大可能密度よりも小さくなければなりません。 1 g/cm 3 でなければ、葉の相互重力によって首が過度に圧縮され、物体全体が重力によって球状 に崩壊してしまうだろう。[ 40 ] [ 89 ]
アロコスの形成過程を仮説に基づいて描いたイラスト。
アロコスは、 46億年前の太陽系形成 以来、回転する小さな氷の天体の雲から時間をかけて形成された2つの別々の前駆天体から形成されたと考えられている。 [ 39 ] [ 50 ] アロコスは、太陽が塵によって大きく隠されていた初期のカイパーベルトの濃密で不透明な領域内のより低温の環境で形成された可能性が高い。[ 48 ] 初期のカイパーベルト内の氷の粒子は、周囲のガスや塵との摩擦 によって減速し、重力によってより大きな粒子の塊に合体するストリーミング不安定性 を経験していた。[ 88 ]
アロコスの形成以来、破壊的な影響はほとんど、あるいは全くなかったため、その形成の詳細が保存されている。ローブの現在の外観の違いから、それぞれが互いの周りを公転しながら別々に集積したと考えられている。 [ 50 ] [ 90 ] 両方の前駆天体は、アルベド、色、組成が均質であることから、単一の物質源から形成されたと考えられている。[ 40 ] より大きな天体に起伏のある地形ユニットが存在することは、それがより小さな天体と合体する前に、より小さな微惑星ユニットの合体から形成された可能性が高いことを示している。[ 90 ] [ 40 ] より大きなローブであるウェヌは、それぞれ約5 km (3 mi) の幅を持つ約8つの小さなコンポーネントの集合体であるように見える。
平坦化と融合 アロコスが現在の扁平な形状になった経緯は不明だが、太陽系の形成中に扁平な形状になったメカニズムを説明するために、2つの有力な仮説が提唱されている。[ 91 ] [ 92 ] ニューホライズンズ チームは、2つの前駆天体が当初は高速回転で形成され、遠心力によって形状が扁平になったと仮説を立てている。時間の経過とともに、前駆天体の回転速度は、小さな天体との衝突を受け、角 運動量を形成時に残された他の軌道上の残骸に伝達するにつれて徐々に遅くなった。[ 91 ] 最終的に、衝突と雲の中の他の天体への運動量の伝達によって引き起こされた運動量の喪失により、2つの天体はゆっくりと螺旋状に接近し、接触するまでになった。そして、時間の経過とともに接合部が融合し、現在の二葉形が形成された。[ 39 ] [ 91 ]
2020年に中国科学院 とマックス・プランク研究所 の研究者によって提唱された別の仮説では、アロコスの扁平化は、ローブの合体後数百万年にわたる昇華による質量損失の過程の結果である可能性がある。形成当時、アロコスの組成は、高密度で不透明なカイパーベルト内で凝縮した揮発性物質が集積したことにより、揮発性物質の濃度が高かった。周囲の塵や星雲が収まった後、太陽放射が遮られなくなり、カイパーベルトで光子による昇華が起こった。アロコスの自転傾斜角が大きいため、極域の一方が公転周期の半分の間ずっと太陽に面しており、その結果、アロコスの極で広範囲に加熱され、凍結した揮発性物質が昇華して失われた。[ 92 ]
アロコスの扁平化のメカニズムに関する不確実性に関わらず、葉の祖先となる天体のその後の融合は穏やかであったようだ。現在のアロコスの外観は変形や圧縮による破断を示しておらず、2 つの祖先天体が2 m/s (6.6 ft/s) の速度で非常にゆっくりと融合したことを示唆している。これは人間の平均的な歩行速度に匹敵する。 [ 40 ] [ 90 ] 葉を無傷のままにしながらアロコスの細い首の現在の形状を説明するには、祖先天体は 75度を超える角度で斜めに融合したに違いない。2 つの祖先天体が融合した時点で、両方ともすでに同期回転 で潮汐ロックされていた。[ 93 ]
カイパーベルトの天体の速度が遅いため、アロコスで発生する衝突事象 の長期的な頻度は低かった。 [ 55 ] 45億年の期間にわたって 、アロコスの表面の水氷の光子誘起スパッタリングにより 、そのサイズは少なくとも1cm (0.39 インチ) 縮小するだろう。[ 40 ] 頻繁なクレーター形成事象や軌道の摂動がないため、アロコスの形状と外観は、その二葉形を形成した2つの別々の天体が合体して以来、ほぼ原始的なままであるだろう。[ 55 ] [ 17 ]
観察
発見 ハッブル宇宙望遠鏡 が2014年6月26日に撮影した広視野カメラ3の 画像5枚から切り出した、アロコスの発見画像。 アロコスは、ニューホライズンズ 探査機がフライバイするのに適したカイパーベルト天体を探す ための予備調査中に、ハッブル宇宙望遠鏡を使用して2014年6月26日に発見されました。 ニューホライズンズ チームの科学者たちは、冥王星の後に探査機が研究できるカイパーベルトの天体を探しており、次の目標はニューホライズンズ の 残りの燃料で到達可能でなければなりませんでした。[ 94 ] [ 82 ] 研究者たちは、地球上の大型地上望遠鏡を使用して、2011年に候補天体の探索を開始し、数年間、年に複数回探索を行いました。[ 95 ] しかし、発見された天体のどれもニューホライズンズ 探査機で到達できるものではなく、適している可能性のあるカイパーベルト天体のほとんどは、地球の大気を通して見るには遠すぎ、暗すぎました。[ 94 ] [ 95 ] これらのより暗いカイパーベルト天体を見つけるために、ニューホライズンズ チームは2014年6月16日にハッブル宇宙望遠鏡 で適切なターゲットの探索を開始しました。[ 94 ]
アロコスは、ニューホライズンズ チームが潜在的なターゲットの探索を開始してから 10 日後の2014年6月26日にハッブル宇宙望遠鏡によって初めて撮影されました。 [ 82 ] ハッブルからの画像をデジタル処理している 際に、ニューホライズンズ チームのメンバーである天文学者のマーク・ブイ がアロコスを特定しました。[ 19 ] [ 82 ] ブイは、その後の分析と確認のために、その発見を探索チームに報告しました。[ 96 ] アロコスは、 2014 MT 69 に続いて、探索中に発見された2番目の天体でした。[ 97 ] その後、ハッブルによってさらに3つの候補ターゲットが発見されましたが、追跡の天体位置測定 観測によって最終的にそれらは除外されました。[ 97 ] [ 22 ] ハッブル宇宙望遠鏡で発見された 5 つの潜在的なターゲットのうち、アロコスは、ニュー ホライズンズの 2 番目に実現可能なターゲットである 2014 PN 70 と比較して、フライバイ軌道に必要な燃料の量が最も少ないため、宇宙船にとって最も実現可能なターゲットとみなされました。[ 4 ] [ 98 ] 2015 年 8 月28 日、アロコスは、NASA によってニュー ホライズンズ 宇宙船のフライバイターゲットとして正式に選ばれました。[ 22 ]
アロコスは小さすぎて遠く離れているため、地球から直接その形状を観測することはできませんが、科学者たちは恒星掩蔽 と呼ばれる天文現象を利用することができました。恒星掩蔽とは、地球から見て天体が恒星の前を通過する現象です。掩蔽は地球上の特定の場所からしか見えないため、ニューホライズンズ チームはハッブル宇宙望遠鏡と欧州宇宙機関 のガイア 宇宙観測所のデータを組み合わせて、アロコスが地球表面のどこに影を落とすかを正確に特定しました。[ 99 ] [ 100 ] 彼らは、 2017年の 6月3日、 7月10日、 7月17日に掩蔽が起こると判断し、これらの日付ごとにアロコスが異なる恒星を覆い隠す様子が見える世界各地へと出発しました。[ 99 ] この3回の掩蔽に基づいて、科学者たちは天体の形状をトレースすることができました。[ 99 ]
2017年の掩蔽
アロコスは2017年7月17日の
掩蔽の 際に、
いて座 の無名の星の光を一時的に遮った。この現象を捉えた24台の望遠鏡のデータから、アロコスが二葉形または連星形である可能性が明らかになった。2019年1月のフライバイ後、掩蔽の結果は観測された天体の大きさや形と正確に一致することが示された。
[ 30 ]
アーティストによる、接触バイナリとしてのArrokothのコンセプト図。 2017年8月時点での理解を示すもの。
アロコスの形状を楕円体と表現したアーティストによるコンセプト図。この形状は、2019年のフライバイ以前には否定できなかった。
2017 年6 月と 7 月 、アロコスは3 つの背景の星を掩蔽しました 。[ 99 ] ニュー ホライズンズ のチームは、南米、アフリカ、太平洋からこれらの恒星掩蔽を観測するために、マーク・ブイ 率いる専門の「KBO チェイサーズ」チームを結成しました。 [ 101 ] [ 102 ] [ 103 ] 2017 年 6 月3 日 、NASA の科学者の 2 つのチームが、アルゼンチンと南アフリカからアロコスの影を検出しようと試みました。[ 104 ] 彼らの望遠鏡のいずれもその天体の影を観測していないことがわかったとき、当初はアロコスは以前予想されていたほど大きくも暗くもなく、非常に反射率が高いか、あるいは群れである可能性さえあると推測されました。[ 104 ] [ 105 ] 2017年6月と7月にハッブル宇宙望遠鏡で取得された追加データにより、望遠鏡が間違った場所に設置されていたため、これらの推定が間違っていたことが明らかになった。[ 105 ]
2017年7月10日、ニュージーランドのクライストチャーチ から太平洋上空を飛行中の 航空機搭載望遠鏡SOFIAは、2回目の掩蔽の予測中心線付近に無事配置されました。これらの観測の主な目的は、2019年の ニューホライズンズ 探査機のフライバイ中に脅威となる可能性のある、アロコス付近の環や塵などの危険物質を探すことでした。データ収集は成功しました。予備分析では中心の影が見落とされたことが示唆されましたが[ 106 ] 、2018年1月になって初めて、SOFIAが実際に中心の影からのごく短い沈み込みを観測していたことが判明しました[ 107 ] 。SOFIAによって収集されたデータは、アロコス付近の塵に制約を与えるためにも貴重なものとなるでしょう[ 108 ] [ 109 ]。 危険物質の探索の詳細な結果は、2017年10月20日に開催されたAAS惑星科学部門の第49回会議で発表されました [ 110 ] 。
2017年7月17日 、ハッブル宇宙望遠鏡がアロコス周辺のデブリの調査に使用され、アロコスのヒル球 内のリングとデブリについて、本体から最大75,000 km (47,000 mi)の距離で制約が設定されました。 [ 111 ] 3回目で最後の掩蔽では、チームメンバーは、アロコスの大きさをより正確に制約するために、アルゼンチン南部 (チュブト州 とサンタクルス 州)の掩蔽影の予測される地上経路に沿って、24 台の移動式望遠鏡による別の地上ベースの「フェンスライン」を設置しました。[ 102 ] [ 103 ] これらの望遠鏡間の平均間隔は約4 km (2.5 mi) でした。[ 112 ] ハッブル宇宙望遠鏡による最新の観測により、アロコスの位置は6月3日の掩蔽時よりもはるかに高い精度で判明し、今回は少なくとも5台の移動望遠鏡によってアロコスの影が観測された。[ 103 ] SOFIAの 観測と組み合わせることで、アロコス付近の可能性のあるデブリに制約が与えられた。[ 109 ]
7月17日の掩蔽の結果から、 アロコスは非常に細長く不規則な形状をしていたか、近接連星または接触連星であった可能性が示された。[ 112 ] [ 42 ] 観測された弦 の継続時間から、アロコスには直径がそれぞれ約20 km (12 mi) と18 km (11 mi) の 2 つの「ローブ」があることが示された。[ 84 ] 収集されたすべてのデータの予備分析では、アロコスには主星から約200〜300 km (120〜190 mi)離れた軌道上の 小衛星が伴っていることが示唆された。 [ 113 ] しかし、後にデータ処理ソフトウェアのエラー により、ターゲットの見かけ上の位置がずれていたことが判明した。バグを考慮に入れた後、7月10日に観測された短い沈み込みは主天体の検出であると考えられた。[ 107 ]
光度曲線 [ 83 ] スペクトル(色など)、恒星掩蔽データ[ 112 ] に関するデータを組み合わせることで、イラストは既知のデータに基づいて、 宇宙船のフライバイ前にそれがどのように見えるかの概念を作り出すことができる。
2018年の掩蔽 2018年8月4日、アロコスがいて座 の無名の恒星を掩蔽した際に地球上に残した影の軌跡。この現象はセネガルとコロンビアの各地で観測された。2018年には、潜在的に有用なアロコスの掩蔽が2回予測されていました。1回は 7月16日、もう1回は8月4日です 。どちらも2017年の3回のイベントほど良いものではありませんでした。[ 99 ] 2018年7月16日の掩蔽は南大西洋とインド洋で発生しましたが、観測の試みは行われませんでした。2018年8月4日のイベントでは、合計 約50人の研究者からなる2つのチームがセネガル とコロンビア の各地に向かいました。[ 114 ] このイベントはセネガルでメディアの注目を集め、科学普及 の機会として利用されました。[ 115 ] 一部の観測所は悪天候の影響を受けましたが、ニューホライズンズ チームの報告によると、イベントは正常に観測されました。[ 116 ] 当初、目標の弦が記録されたかどうかは不明でした。 2018年9月6日、NASAは、少なくとも1人の観測者によってこの星が実際に傾いているのが観測されたことを確認し、アロコスの大きさや形に関する重要な情報を提供した。[ 117 ]
ハッブル宇宙望遠鏡による観測は、掩蔽観測キャンペーンを支援するために2018年8月4日に実施されました。 [ 118 ] [ 114 ] ハッブル宇宙望遠鏡は掩蔽の狭い経路に配置することはできませんでしたが、イベント発生時のハッブル宇宙望遠鏡の好位置により、この宇宙望遠鏡はアロコスから1,600 km (990 mi) までの領域を調査することができました。これは、 2017年7月17日の掩蔽時に観測できた20,000 km (12,000 mi) の 領域よりもはるかに近いものです。ハッブル宇宙望遠鏡は目標星の明るさの変化を観測しておらず、アロコスから1,600 km (990 mi) までの領域に光学的に厚いリングやデブリが存在する可能性は排除されています。[ 117 ] 2017年と2018年の掩蔽観測キャンペーンの結果は、2018年10月26日に開催されたアメリカ天文学会 惑星科学部門の第50回会議で発表された 。[ 119 ]
探査 いて座 の星々の中のアロコス― 背景の星を省略した場合と省略しない場合(見かけの等級 20 等級から 15 等級、2018 年後半) 。[ 120 ] ニューホライズンズ が アロコスに接近する様子を映した 動画。2019年1月1日のフライバイ時に探査機が撮影した画像から作成。[ 50 ] ニューホライズンズ が最接近後に撮影したアロコスの姿。背景の星々の間に、アロコスのシルエットが浮かび上がっている。2015年7月に冥王星 のフライバイを完了したニューホライズンズ 探査機は 、2015年10月と11月に4回の軌道変更を行い、アロコスへの軌道に乗った。[ 121 ] アロコスは、探査機の打ち上げ後に発見されたフライバイのターゲットとなった最初の天体であり、[ 122 ] [ 123 ] 探査機が訪れた太陽系で最も遠い天体である。[ 22 ] [ 124 ] [ 125 ] 時速51,500 km (858 km/分、14.3 km/秒、32,000 mph) で移動していた ニュー ・ホライズンズは 、 アロコスから3,538 km (2,198 マイル) の距離を通過した。これは探査機の速度で数分移動するのに相当し、探査機が冥王星に最も接近した距離の3分の1に相当する。[ 53 ] 最接近は2019年1月1日午前5時33分UTC (宇宙船イベント時刻 – SCET)に発生した。 [ 113 ] [ 127 ] その時点で 太陽 からいて座 の方向に43.4 AUの 距離。[ 128 ] [ 129 ] [ 130 ] [ 79 ] この距離では、地球とニューホライズンズ 間の電波信号の片道伝送時間は6 時間でした。[ 113 ]
ニューホライズンズが 最接近したのは、アロコスの天球上の北側であった。[ 40 ] アロコスの自転軸が傾いているため(自転軸の南極が太陽の方を向いている[ 16 ] [ 18 ] )、ニューホライズンズの フライバイ中、自転軸の北極半球はほとんど暗闇に包まれていた。[ 40 ]
フライバイの科学的目標には、アロコスの地質と形態の特徴付け、表面組成のマッピング(アンモニア、一酸化炭素、メタン、水氷の探索)が含まれます。周回する可能性のある小衛星、コマ、または環を検出するために、周辺環境の調査が行われました。[ 113 ] 30 m (98 ft) から70 m (230 ft) の詳細を示す解像度の画像が期待されます。[ 113 ] [ 131 ] ハッブルの観測から、 2,000 km (1,200 mi) を超える距離でアロコスを周回する暗く小さな衛星は、 29等級 を超える深さで除外されています。[ 83 ] この天体には検出可能な大気はなく、直径1.6 km (1 mi)を超える大きな環や衛星はありません。 [ 132 ] それにもかかわらず、関連する衛星(または複数の衛星)の探索は続けられており、それが2つの独立した軌道上の天体からアロコスが形成されたことをよりよく説明するのに役立つかもしれない。[ 39 ]
ニューホライズンズは2018年8月16日に1億 7200 万 km(1億700 万 マイル) の距離からアロコスを初めて検出した。[ 133 ] 当時、アロコスはいて座の方向に20等級で見えた。[ 134 ] アロコスは11月中旬までに18等級、12月中旬までに15等級になると予想されていた。探査機の視点から肉眼で見える明るさ(6等級)に達したのは、最接近のわずか3~4時間前だった。[ 120 ] 障害物が検出された場合、探査機はより遠いランデブー地点に進路を変更する選択肢があったが、衛星、環、その他の危険物は見られなかった。[ 113 ] [ 134 ] ニューホライズンズ からの高解像度画像は1月1日に撮影された。中程度の解像度の最初の画像は翌日に届いた。[ 135 ] フライバイで収集されたデータのダウンリンクは、2020年9月まで20か月間続くと予想されていた。[ 127 ]
ギャラリー
2018年12月24日、1000万km(620万マイル) の距離で
最接近の24時間前、190 万 キロメートル(120 万 マイル)
最接近12時間前、100 万 キロメートル(62 万 マイル)
4:08
UT (
SCET )、137,000 km (85,000マイル)
5:01 UT、73,900 km (45,900 マイル)
5:14 UT、16,700 km (10,400 マイル)
5:27
UT、
6,600 km (4,100 マイル) [ e ] 最接近後、協定世界時5時42分。距離:8,900 km(5,500 マイル)。
注記 1 2 3 4 5 6 これらの軌道要素は、基準系として 太陽系重心 (SSB)で表されます。 [ 5 ] 惑星の摂動 により、太陽は無視できない距離で SSB の周りを公転するため、太陽中心座標系の軌道要素と距離 ( JPL の小天体データベース [ 1 ] に示されているものなど) は短い時間スケールで変化する可能性があります。 [ 75 ] 1 2 Thuleは古典的に THEW -lee と発音されます。 [ 13 ] ニューホライズンズ チームは、この発音を疑似ラテン語の発音TOO -lay およびハイブリッド発音TOO -lee と併用しました。 [ 14 ] [ 15 ] ↑ この単語の唯一の記録は、1610年から1611年にかけてイギリスの作家ウィリアム・ストラッチー によって収集されたもので、彼は耳は良かったものの筆跡が悪く、それ以来、学者たちは彼のメモを読むのに大変苦労してきた。ストラッチーとポウハタン族は共通の言語を持っていなかったため、単語の意味も不明なことが多い。シーベルト(1975年:324ページ)は、他の アルゴンキン語族 との比較を用いてストラッチーの筆跡を解釈し、関連する2つの転写を⟨arrokoth⟩ 「 空」と⟨arrahgwotuwss⟩ 「 雲」と解読 した。彼はこれらを/aːrahkwat/ 「雲」とその複数形/aːrahkwatas/ 「雲」(オジブワ語/aːnakkwat/ 「雲」と比較)と再構築し、これは原アルゴンキン語 *aːlaxkwatwi 「それは雲である、それは曇っている」に由来する。 [ 37 ] [ 38 ] 最初の母音が長母音( /aː/ )であることを考えると、その音節はポウハタン語で強調され ていたはずなので、この名前は英語ではARR -o-koth と近似できる。 ↑ 2019年1月1日に ニューホライズンズ に搭載されたLORRIとMVIC機器によってそれぞれ撮影された白黒写真とカラー写真を合成したもの。 ↑ 最接近時刻である協定世界時5時33分の6.5分前に撮影 。宇宙船がアロコスの周回軌道を外れ始めたため、視点と照明がわずかに異なる角度から捉えられていることに注意してください。
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