67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ

67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ

2014 年 12 月にESA の ロゼッタ宇宙船が撮影した、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星 67P の実際の色。
発見
発見者	クリム・イワノビッチ・チュリュモフ・ スヴェトラーナ・イワノヴナ・ゲラシメンコ
発見場所	アルマトイ、カザフスタン共和国、ソビエト連邦 キエフ、ウクライナ共和国、ソビエト連邦
発見日	1969年9月20日
指定
別名	1969 R1、1969 IV、1969h、1975 P1、1976 VII、1975i、1982 VIII、1982f、1989 VI、1988i [1]
軌道特性[2]
エポック2023年2月25日 ( JD 2460000.5)
遠日点	5.704 AU      (853,300,000 km; 530,200,000 マイル)
近日点	1.210 AU      (181,000,000 km; 112,500,000 マイル)
半長軸	3.457 AU      (517,200,000 km; 321,300,000 マイル)
偏心	0.64989
軌道周期（恒星）	6.43年
平均異常	73.57°
傾斜	3.8719°
昇交点の経度	36.33°
近日点通過時刻	2028年4月9日[3] 2021年11月2日（前回）[4] [2]
近日点の議論	22.15°
身体的特徴
寸法	ラージ ローブ: 4.1 km × 3.3 km × 1.8 km (2.5 マイル × 2.1 マイル × 1.1 マイル) [5] スモールローブ: 2.6 km × 2.3 km × 1.8 km (1.6 マイル × 1.4 マイル × 1.1 マイル) [5]
音量	18.7 km 3 (4.5 cu mi) [6]
質量	（9.982 ± 0.003）× 10 12  kg [6]
平均密度	0.533 ± 0.006 g/cm 3 [6] [7]      (0.01926 ± 0.00022 ポンド/立方インチ)
脱出速度	推定1m/s [8]
朔望周期	12.4043 ± 0.0007時間[9]
軸傾斜	52° [5]
北極赤経	69.3° [5]
北極の偏角	64.1° [5]
アルベド	0.06 [5]
表面温度 分 平均 最大 ケルビン − 180 − 230 摂氏 0 −93 0 −43 華氏 −135 0 −45

67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星（ 67Pまたは67P/C-Gと略される）は、木星族の彗星である。^[10]この彗星は、もともとカイパーベルト彗星であり^[11] 、 2012年時点での公転周期は6.45年、 ^[1]自転周期は約12.4時間、^[9]最大速度は135,000 km/h（38 km/s、84,000 mph）である。^[12]チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星は、最長約4.3 x 最長約4.1 km（2.7 x 2.5 mi）の大きさである。^[13]この彗星は、1969年にソ連の天文学者クリム・イワノヴィチ・チュリュモフとスヴェトラーナ・イワノヴナ・ゲラシメンコによって写真乾板上で初めて観測され、2人にちなんで命名された。^[a]直近では2021年11月2日に近日点（太陽に最も近づく）に到達し、^{[4] [2] [14]}、次に近日点に到達するのは2028年4月9日である。^[3]

チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星は、 2004年3月2日に打ち上げられた欧州宇宙機関のロゼッタ計画の目的地であった。 ^{[15] [16] [17]} ロゼッタは 2014年8月6日にチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星とランデブーし^{[18] [19] 、2014年9月10日に軌道に入った。 [20]} ロゼッタの着陸機フィラエは2014年11月12日に彗星の表面に着陸し、彗星核に着陸した最初の宇宙船となった。^{[21] [22] [23]} 2016年9月30日、ロゼッタ宇宙船はマアト領域に着陸してミッションを終えた。^{[24] [25]}

チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星は、1969年にキエフ大学天文台のクリム・イワノビッチ・チュリュモフによって発見された。^[26]彼は、1969年9月11日にソビエト連邦のカザフ・ソビエト社会主義共和国の当時の首都アルマ・アタ近郊のアルマ・アタ天体物理学研究所でスヴェトラーナ・イワノフナ・ゲラシメンコがコマス・ソラ彗星のために撮影した写真を調べていた。チュリュモフはプレートの端近くに彗星状の物体を発見したが、これはコマス・ソラ彗星であると推測した。^[27]

キエフの研究所に戻った後、チュリュモフは写真乾板をすべてさらに詳しく調べた。写真​​が撮られてから約1か月後の10月22日、彼はその物体がコマス・ソラではないことを発見した。予想された位置から約1.8度ずれていたためである。さらに精査すると、乾板上の予想された位置にコマス・ソラのかすかな像が見つかり、もう1つの物体は別の物体であることが証明された。^[27]

この彗星は、狭い首でつながった2つのローブで構成されており、大きい方のローブの大きさは約4.1 km × 3.3 km × 1.8 km (2.5 mi × 2.1 mi × 1.1 mi)、小さい方のローブの大きさは約2.6 km × 2.3 km × 1.8 km (1.6 mi × 1.4 mi × 1.1 mi)です。^[5]彗星は軌道を回るごとに、太陽によってガスと塵が蒸発し、物質を失っていきます。2015年現在、1周ごとに平均厚さ約1 ± 0.5 m (3.3 ± 1.6 ft) の層が失われていると推定されています。 ^[28]彗星の質量は約100億トンです。^[6]

彗星の2つのローブの形状は、2つの物体が穏やかに低速で衝突した結果生じたもので、接触連星と呼ばれている。彗星が存在する間に外層が部分的に剥がれて露出した内部の層である「テラス」は、2つのローブで異なる方向を向いており、2つの物体が融合してチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星を形成したことを示している。^{[29] [30]}

チュリュモフ・ゲラシメンコには26の異なる領域があり、それぞれエジプトの神にちなんで名付けられています。大きな葉の領域は神にちなんで名付けられ、小さな葉の領域は女神にちなんで名付けられています。春分前に北半球で19の領域が定義されました。^{[31] [32]}その後、南半球が明るくなると、同じ命名規則を使用してさらに7つの領域が特定されました。^{[33] [34]}

ゲートと呼ばれる地形は、表面にある双子の突起物で、その外観からこのように名付けられている^{[説明が必要] 。これらは}ロゼッタチームの亡くなったメンバーにちなんで名付けられた。 ^[35]

ロゼッタの存続期間中、彗星の表面に多くの変化が観測されたが、特に彗星が近日点に近かったときに顕著であった。^{[36] [37] [38]}これらの変化には、滑らかな地形に円形のパターンが進化し、ある時点では1日に数メートルずつ大きさが拡大したことが含まれていた。^{[39] [40]}首の部分の亀裂も拡大が観測され、幅数十メートルの岩が移動し、時には100メートル以上移動した。また、地面が部分的に除去されて新しい地形が露出した。数多くの崖の崩壊も観測されている。2015年12月、注目すべき例の1つは、彗星から輝く明るい光の斑点としてロゼッタのNAVCAMによって撮影されたものである。ロゼッタの科学者は大きな崖が崩壊したと判断し、これは彗星の活動の爆発と関連していることが知られている最初の地滑りとなった。^{[41] [42]} 2021年11月14日に彗星の明らかな爆発が観測された。^{[43]研究者によると、「} ZTFによる爆発の発見時、彗星は太陽から1.23 au、地球から0.42 auの距離にあった。彗星の最後の近日点通過は2021年11月2日であった。」^[43]

クフ王は彗星表面にある最大の岩で、最大45メートルの大きさがある。彗星の大きな塊の中に位置している。その形がギザのピラミッドに似ていることから、ギザのピラミッドにちなんで名付けられた。^{[44] [45] [46]}

木星族の他の彗星と同様に、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星はカイパーベルトで発生し、太陽系内部に放出されたと考えられ、その後木星と遭遇して軌道が次々と変化した。この相互作用は、彗星が最終的に太陽系から放り出されるか、太陽や惑星に衝突するまで続く。

1959年2月4日、木星に0.0515  AU（770万 km）で接近したため^[1]、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の近日点は2.7 AU（4億km）から1.28 AU（1億9100万km）へと内側に移動し、現在も基本的にその位置にある。^[14] 2220年11月には、この彗星は木星から約0.14 AU（2100万km）の距離を通過し^[48]、近日点は太陽から約0.8 AU（1億2000万km）へと内側に移動する。^[47]

2009年のチュリュモフ・ゲラシメンコ近日点通過前、その自転周期は12.76時間であった。この近日点通過中、自転周期は12.4時間に減少したが、これは昇華によるトルクが原因である可能性が高い。^[9]

2014年9月時点で^{[アップデート]}、チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の見かけの等級はおよそ20等級であった。 ^[2] 2015年8月13日に近日点に到達した。^{[49] [4]} 2014年12月から2015年9月まで、太陽からの離角は45度未満であった。 ^[50] 2015年2月10日には、太陽から5度、地球から3.3AU（4億9千万km）の地点で合となった。 ^{[50] 2015年5月5日に}天の赤道を越え、北半球から最も見やすくなった。^{[50]近日点通過直後、}ふたご座にあったときでさえ、見かけの等級は12等級程度にしか明るくならず、見るには望遠鏡が必要であった。^[4] 2016年7月時点で、この彗星の全等級は約20であった。^{[2][アップデート]}

2021年の出現は、1982年以来の地球への最接近となった。^[1]彗星は2021年11月2日に近日点に到達し^[4]、地球への最接近は2021年11月12日00:50 UTCで、距離は3800万マイル（6100万km）であった。^[51]彗星は見かけの等級が9にまで明るくなり、アマチュア望遠鏡で見えるようになった。^{[51] [52]}出現中に2回の爆発が観測され、2021年10月29.940 UTCと11月17.864 UTCで、それぞれ近日点の日から-3.12日と+15.81日であった。最初の爆発では、彗星は爆発時に0.26 ± 0.03等級明るくなり、有効幾何断面積と爆発時のダスト総質量が27%増加した。5.3 × 10 ⁵  kg。2回目の爆発では0.49 ± 0.08等級の増光が見られ、有効幾何断面積と爆発による総ダスト質量は最初の爆発の2.5倍となった。^[53]

ロゼッタ計画は、数年にわたって彗星に同行した周回探査機と、彗星表面から近接データを収集した着陸機を搭載した初の計画だった。計画は2004年に打ち上げられ、2014年に67P彗星に到着し、2016年に彗星表面に着陸して終了した。

ロゼッタミッションの準備として、 2003年3月12日にハッブル宇宙望遠鏡で撮影された写真が詳細に分析されました。全体的な3Dモデルが構築され、コンピューター生成画像が作成された。^[54]

2012年4月25日、N.ハウズ、G.ソステロ、E.グイドが2メートルのフォークス望遠鏡を使って、太陽が遠日点にあるときに、それまでで最も詳細な観測を行った。^[要出典]

2014年6月6日、ロゼッタがチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星から36万km (22万マイル)、太陽から3.9AU (5億8千万km)の位置にいた時、毎秒およそ1リットル (0.26米ガロン) の割合で水蒸気が放出されていることが検出された。 ^{[55] [56]} 2014年7月14日、ロゼッタが撮影した画像では、その核が不規則な形をしており、2つの明瞭な葉があることが示された。^[57]核の大きさは3.5×4km (2.2×2.5マイル)と推定された。^[58]当時、その形状については2つの説明が提唱されていた。接触連星であるという説と、表面の氷が昇華して非対称の浸食が起こり、葉のような形状になったという説である。^{[19] [17]} 2015年9月までに、ミッションの科学者は接触二元性仮説が明確に正しいと判断した。^{[59] [30]}

2014年5月から、ロゼッタの速度は一連のスラスタ噴射により780 m/s (2,800 km/h; 1,700 mph) 減速された。^{[17] [60]}地上管制官は2014年8月6日にロゼッタをチュリュモフ＝ゲラシメンコ計画と合流させた。 ^{[18] [19]}これはロゼッタの相対速度を1 m/s (4 km/h; 2 mph) まで減速することで行われた。ロゼッタは9月10日に核から約30 km (19 mi) の軌道に入った。^{[18] [19] [61]}

小型着陸機の降下は2014年11月12日に行われた。フィラエは着陸装置付きで表面に着陸した100kg（220ポンド）のロボット探査機である。^{[17] [62]}着陸地点は、アスワンダムの建設により島が水没した後、フィラエ島の寺院が移転されたアギルキア島にちなんでアギルキアと名付けられた。 ^{[63]チュリュモフ・ゲラシメンコ山の表面の}重力加速度は、シミュレーションの目的で10 ⁻³  m/s ²と推定されており、^[64]これは地球の約1/10000である。

フィラエは相対的に質量が小さいため、彗星への着陸には表面に固定するためのツールが必要だった。探査機にはチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の低重力に対処するために設計された一連の機構があり、その中にはコールドガススラスタ、銛、着陸脚に取り付けられたアイススクリュー、降下中に方向を保つためのフライホイールなどが含まれていた。^{[65] [66] [67]}この出来事の間、スラスタと銛は作動せず、アイススクリューはつかまらなかった。着陸機は2回バウンドし、最初の接触から2時間後に3回目の接触で停止した。 [ ^{68 ] [69]}

フィラエとの連絡は、2014年11月15日にバッテリー電力の低下により途絶えた。欧州宇宙運用センターは2015年6月14日に一時的に通信を再開し、探査機は健全であると報告したが、その後すぐに再び通信が途絶えた。^[70] 2016年9月2日、フィラエはロゼッタ探査機が撮影した写真の中にあった。フィラエは亀裂の中に止まり、胴体と2本の脚だけが見える状態だった。この発見により、着陸機の配置に関する疑問が解決されたが、プロジェクトの科学者らは、フィラエが彗星の表面から返したデータを適切に文脈化することができるようになった。^[71]

ロゼッタ探査機によって測定されたチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星の水蒸気の組成は、地球上のものとは大きく異なっている。彗星の水に含まれる重水素と水素の比率は、地球上の水の3倍と測定された。このことから、地球上の水がチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星のような彗星から来た可能性は低い。^{[11] [72] [73]}また、水蒸気には相当量のホルムアルデヒド（0.5重量％）とメタノール（0.4重量％）が混ざっており、これらの濃度は太陽系の彗星の一般的な範囲内である。^[74] 2015年1月22日、NASAは、2014年6月から8月にかけて、彗星が放出する水蒸気の量が増加し、最大10倍になったと報告した。^{[75] 2015年1月23日、}サイエンス誌は、彗星に関連する科学的研究の特別号を出版した。^[76]

フィラエのバッテリーが故障する前に行われた測定によると、塵の層の厚さは20cm（8インチ）にもなる可能性がある。その下には硬い氷、または氷と塵の混合物がある。多孔性は彗星の中心に向かって増加するように見える。^[77]

フィラエの降下と着陸中にROMAP装置とロゼッタのRPC-MAG装置で測定を行った結果、チュリュモフ・ゲラシメンコ核には磁場がないことが判明した。これは、これまで仮説されていたように、太陽系の初期形成には磁気が役割を果たしていなかった可能性があることを示唆している。^{[78] [79]}

ロゼッタのALICE分光器は、彗星核からコマに放出された水と二酸化炭素分子の分解は、これまで考えられていた太陽からの光子ではなく、太陽放射による水分子の光電離によって生成された電子（彗星核の上空1kmまたは0.6マイル以内）によるものであることを突き止めました。 [ 80 ] [ 81 ]また、陥没^穴の崩壊に関連し、おそらく爆発と関連していると思われる活発なピットが彗星上に存在します。^{[82] [83]}

フィラエ着陸船のCOSACとプトレマイオスの機器による測定で、 16種類の有機化合物が明らかになった。そのうち4つは、アセトアミド、アセトン、メチルイソシアネート、プロピオンアルデヒドなど、彗星で初めて確認されたものである。^{[84] [85] [86]}宇宙生物学者のチャンドラ・ウィクラマシンハとマックス・ワリスは、ロゼッタとフィラエによって彗星の表面で検出された、有機物を多く含む地殻などの物理的特徴の一部は、地球外微生物の存在によって説明できると述べた。^{[87] [88]}ロゼッタ計画の科学者たちは、この主張を「単なる推測」として却下した。^[89]炭素を多く含む化合物は、太陽系では一般的である。ロゼッタもフィラエも、生物の直接的な証拠を探す装備を備えていない。^[87]彗星でこれまでに検出された唯一のアミノ酸は、メチルアミンとエチルアミンの前駆分子とともに、グリシンである。^[90]

彗星から放出された塵粒子の中にも固体の有機化合物が発見された。この有機物質の炭素は「非常に大きな高分子化合物」に結合しており、炭素質コンドライト隕石の不溶性有機物に類似している。科学者たちは、観測された彗星の炭素質固体は隕石の不溶性有機物と同じ起源を持つ可能性があるが、彗星に組み込まれる前または後にあまり変化を受けていないと考えている。^[91]

このミッションで最も顕著な発見の1つは、彗星の周囲に大量の自由分子酸素（O ₂）ガスが検出されたことである。太陽系モデルによれば、分子酸素は、約46億年前に67Pが生成された頃には、激しく高温のプロセスで酸素が水素と反応して水を形成し、消滅しているはずであると示唆されている。^{[92] [93]}彗星のコマで分子酸素が検出されたことはこれまでなかった。その場での測定では、コマ内のO ₂ / H ₂ O比は等方性であり、太陽中心からの距離に応じて系統的に変化しないことが示されており、これは、彗星の形成中に原始的なO ₂が核に組み込まれたことを示唆している。^{[92]この解釈は、水分子がケイ酸塩やその他の酸素含有物質と衝突することで彗星の表面で}O _{2 が}生成される可能性があるという発見によって疑問視された。^[94]彗星内で分子状窒素（N2 ）が検出されたことから_、彗星粒子は30K（-243℃、-406℉）以下の低温条件で形成されたことが示唆されている。^[95]

2018年7月3日、研究者らは、67P彗星の表面では分子状酸素が十分な量生成されていない可能性があるという仮説を立て、その起源の謎が深まった。^{[96] [97]}

CAESARは、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星に戻り、表面からレゴリスを採取して地球に持ち帰ることを目的としたサンプルリターンミッションの提案であった。 ^{[98] [99]このミッションは、NASAの}ニューフロンティアミッション4の選定プロセスで競争され、プログラムの最終候補2つのうちの1つであった。^{[100] 2019年6月、}ドラゴンフライに取って代わられた。^{[101] [102]}

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  2003年のハッブル観測に基づく核の形状の再構築
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  2014年8月11日に超大型望遠鏡で撮影された画像^[103]
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  2014年8月22日にロゼッタが撮影
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  2014年9月14日にロゼッタが撮影
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  2015年3月28日にロゼッタが撮影
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  2015年5月2日にロゼッタが撮影
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  2015年7月7日にロゼッタが撮影
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  2014 年 12 月 10 日、荒れた崖を写した画像
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  星形成領域と彗星67Pで発見されたリン含有分子。^[104]
• 
  2015年にESAのロゼッタ宇宙船によって撮影された、67P/チュリュモフ・ゲラシメンコ彗星のカラー強調画像。

• 宇宙船が訪れた彗星のリスト
• 番号付き彗星一覧 § 67P

• Agarwal, Jessica; et al. (2010 年 6 月). 「2004 年から 2006 年にかけてのチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星 67P のダストトレイル」. Icarus . 207 (2): 992–1012. arXiv : 1001.3775 . Bibcode :2010Icar..207..992A. doi :10.1016/j.icarus.2010.01.003. S2CID  118634953.
• コルム、ジョナサン (2015 年 4 月 30 日)。「ロゼッタは温暖化する彗星を追跡中」ニューヨーク タイムズ。

• 67P/チュリュモフ – ゲラシメンコ彗星撮影所
• 67P/チュリュモフ – ゲラシメンコ、カナリア天文研究所による
• ESAによる67P/チュリュモフ–ゲラシメンコの発音ガイド
• NASAの「彗星着陸ミッション」
• NASA 天文写真集: 67P 彗星の表面から噴出する塵の噴流 (2017 年 11 月 6 日)
• ESAによるYouTubeでのロゼッタの最終画像
• ESA によるロゼッタの完全な画像アーカイブ
• CNESによる67P/チュリュモフ・ゲラシメンコのOSIRISステレオビュー
• 着陸ニュースとコメント（ニューヨークタイムズ、2014年11月12日）