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クロイツ・サングレーザーズ( / ˈ k r ɔɪ t s / クロイツ彗星（ KROYTS ）は、近日点において太陽に極めて近づく軌道を特徴とするの一種。軌道の最も遠い遠日点である遠日点、クロイツ彗星は地球から太陽までの距離の100倍にもなるが、最接近距離は太陽半径の2倍未満になることもある。数世紀前に分裂した彗星これらが関連していることを初めて実証した天文学者ハインリヒ・クロイツ[1]これらのサングライザーは、遠い外太陽系から内太陽系を経て太陽に近い近日点に到達し、その後、内太陽系を離れて遠日点に戻る旅をする。
クロイツ族のいくつかの彗星は大彗星となり、昼間の空で太陽の近くで時折見えるようになった。これらのうち最も新しいものは1965年のイケヤ・セキ彗星で、これは過去1000年間で最も明るい彗星の1つだったかもしれない。今後数十年以内に、明るいクロイツ系彗星の別の集団が太陽系内部に到達し始めるかもしれないと示唆されている。
1995 年にSOHO衛星が打ち上げられて以来、この彗星族の 5,000 個以上の彗星が発見されています。これらの小型彗星はいずれも近日点通過を生き延びていません。1843年大彗星やC/2011 W3 (ラブジョイ)などの大型の太陽接近彗星は近日点通過を生き延びています。アマチュア天文学者は、インターネット経由でリアルタイムに入手できるデータからクロイツ彗星を発見することに成功しています。
発見と歴史的観察
太陽に極めて近い軌道をたどることがわかった最初の彗星は、1680年の大彗星である。この彗星は太陽の表面からわずか20万キロメートル（12万マイル）（0.0013 AU ）上空を通過したことが判明しており、これは太陽の直径の約7分の1、つまり地球と月の間の距離の約半分に相当する。[2]
エドモンド・ハレーを含む当時の天文学者たちは、この彗星は1106年に空で太陽の近くに見えた明るい彗星の再来ではないかと推測した。[2] 163年後、1843年の大彗星が出現し、これも太陽に非常に接近した。軌道計算では周期が数世紀であることが示されているにもかかわらず、一部の天文学者はそれが1680年の彗星の再来ではないかと疑問に思った。[2] 1880年に見られた明るい彗星は、1843年のものとほぼ同じ軌道を移動していることが判明し、その後の1882年の大彗星も同様であった。一部の天文学者は、これらはすべて1つの彗星であり、太陽の周囲の高密度物質による減速などにより、近日点通過ごとに軌道周期が大幅に短縮されているのではないかと示唆した。[2]
もう一つの説は、これらの彗星はすべて、以前に太陽に接近した彗星の破片であるという説である。[1]この考えは1880年に初めて提唱され、1882年大彗星が近日点通過後にいくつかの破片に分裂したときにその妥当性が十分に実証された。[3] 1888年、ハインリヒ・クロイツは、1843年の彗星（C/1843 D1、大3月彗星）、1880年の彗星（C/1880 C1、大南彗星）、1882年の彗星（C/1882 R1、大9月彗星）は、おそらくそれ以前に数回の軌道を分裂した巨大彗星の破片であることを示す論文を発表した。[1] 1680年の彗星は、この彗星族とは無関係であることが判明した。[4]
1887年にもう一つのクロイツ・サングライザー（ 1887年の大南彗星、C/1887 B1）が観測された後、次のクロイツ・サングライザーは1945年まで現れなかった。 [5] 1960年代にはさらに2つのサングライザーが出現した。1963年のペレイラ彗星と1965年に非常に明るくなり、近日点通過後に3つに分裂したイケヤ・セキ彗星である。 [6]これはおそらくクロイツ・サングライザーの中で最も有名なものである。[7] 2つのクロイツ・サングライザーが立て続けに現れたことで、このグループのダイナミクスに関するさらなる研究が促された。[5]当初、「サングライザー」という名前はクロイツグループのみに適用されていた。[4]
身体的特徴
太陽に接近する彗星のほとんどはクロイツ族に属します。[8]このグループは一般に離心率が1に近く、[9]軌道傾斜角が139～144°（惑星との接近は避けられる）、[10]近日点距離が0.01 AU未満（太陽の直径未満[11]）、遠日点距離が約100 AU [12]、公転周期が約500～1,000年です。[4]彗星は接近中に太陽エネルギーによって侵食され、軌道が徐々に変化します。[13]
クロイツ彗星の太陽接近型彗星の半径は、ほとんどが100メートル（330フィート）未満だが、最も明るい彗星の半径は1～10キロメートル（0.62～6.21マイル）に達する。[14]彗星本体は不規則な形をしており[15]、その外観は拡散している、星状である、または尾を引いていると説明されている。 [16]彗星核を構成する物質は引張強度が低い。[17]揮発性物質の濃度が低いため、太陽の近くでのみ活発になる。[18]なぜなら、以前の太陽通過で揮発性物質のほとんどを失っているためである。 [19]明るさは近日点通過の直前、太陽半径の10～15倍でピークに達し、[20]その後は暗くなる。これは、オリビンや輝石などの鉱物の蒸発によるものと考えられる。[19]彗星の水と有機物は最初に蒸発し、ふわふわしたオリビンの集合体を露出させて塵の尾を形成します。 [21]これらの彗星の塵は太陽コロナに残り、太陽の磁場と相互作用します。[22]
著名なメンバー
クロイツの太陽接近彗星の中で最も明るい彗星は壮観で、昼間の空でも簡単に見ることができます。最も印象的な3つは、1843年の大彗星、1882年の大彗星、X/1106 C1です。現在までに観測されたすべてのクロイツの太陽接近彗星の祖先は、紀元前371年の大彗星[23]、または紀元前214年、紀元後423年、または紀元後467年に見られた彗星である可能性があります。[ 6 ]もう一つの注目すべきクロイツの太陽接近彗星は、1882年の日食彗星です。[1]その他のクロイツ彗星の候補としては、582年に中国とヨーロッパで観測された彗星、[24]日本、韓国、ロシア、エジプトで観測されたX/1381 V1、[25] 1668年と1695年に観測された2つの彗星、[26] 1887年の南大彗星C/1880 C1 、[27] C/1945 X1（デュトワ彗星）、[28] C/1970 K1 [27]および最もよく観測されたクロイツ彗星の1つであるC/2005 S1があります。[29]
紀元前371年の大彗星
紀元前372年から371年の冬に見られた大彗星は、非常に明るい彗星で、クロイツ彗星群全体の祖先と考えられていた。肉眼で見える時期に、アリストテレスとエフォロスによって観測された。非常に長く、非常に明るく、赤みがかった色の目立つ尾と、夜空のどの星よりも明るい核を持っていたと報告されている。[23]
1106年の大彗星
1106 年の大彗星は、世界中の観測者が注目した巨大な彗星でした。1106 年 2 月 2 日、太陽から 1 度ほど離れたところに星が出現したと報告されました。この出現後、近日点通過後には中心核がかなりかすかで目立たなくなり、明るさが薄れたようですが、尾は非常に成長し、2 月 7 日には日本の観測者によると、非常に明るい白い尾が夜空を約 100 度横切って伸び、複数の尾に枝分かれしていたとも報告されています。2 月 9 日にはやや暗くなりましたが、尾は依然として非常に明るく、長さ 60 度、幅 3 度でした。ただし、ヨーロッパの文献では、この巨大彗星の肉眼での全観測期間は 15 日から 70 日間と記録されています。最近の評価や、近日点通過後に彗星が複数の破片に分裂したという観測から、この彗星は1882年、1843年、1965年の極めて明るい太陽接近彗星を含むクロイツ太陽接近彗星のサブグループ全体の祖先であったことが示唆されている。また、観測から、紀元前371年の大彗星のより大きな破片が、後に西暦1106年の大彗星として戻ってきたことも示唆されている。[30]
1843年の大彗星
1843年の大彗星は、その年の2月初旬、太陽表面から約83万キロメートル（52万マイル）を通過した近日点通過のちょうど3週間前に初めて観測された。[31] 2月27日までには昼間の空で容易に見えるようになり、[32]観測者は、空のまぶしさに隠れる前に太陽から離れて2～3°の長さの尾が伸びているのを見たと述べた。近日点通過後、彗星は明け方の空に再び現れ、[32]非常に長い尾を発達させた。3月11日には空を横切って約45°伸び、幅は2°以上になった。[33]尾の長さは3億キロメートル（2AU）以上と計算された。これは2000年まで記録されていた最長の彗星の尾だったが、その年に百武彗星の尾の長さが約5億5000万キロメートルに及ぶことが判明した。この彗星の最大見かけ等級は-10であった。（地球と太陽の距離1AUはわずか1億5000万キロメートルである。）[34] [35]
この彗星は3月上旬を通して非常に目立っていたが、 4月上旬には肉眼ではほとんど見えないほど暗くなっていた。 [33]最後に観測されたのは4月20日であった。この彗星は明らかに一般大衆に大きな印象を与え、審判の日が差し迫っているという恐怖を抱かせた。[32]
1882 年の日食彗星
1882年5月、日食を見るためにエジプトに集まった観測者一行は、皆既日食が始まると太陽の近くに明るい筋が現れるのを観測した。この筋はクロイツ彗星の近日点通過で、日食中に目撃されたのが唯一の観測例であった。日食の写真から、1分50秒の日食中に彗星が著しく動いていたことが明らかになった。これは、ほぼ秒速500キロメートルで太陽を通り過ぎる彗星としては当然のことである。この彗星は、当時のエジプト総督テューフィク・パシャにちなんでテューフィクと呼ばれることもある。 [2]
1882年の大彗星
1882年大彗星は、近日点通過のわずか数日前の1882年9月初旬に現れた時点ですでに肉眼で容易に見えていたため、多くの観測者によって独立して発見された。近日点通過時の見かけの等級は-17と推定され、これはこれまでの彗星としては群を抜いて明るく、満月の明るさの57倍を上回った。[35] 急速に明るくなり、最終的には2日間（9月16日～17日）昼間に薄い雲を通しても見えるほど明るくなった。[36]
近日点通過後、彗星は数週間にわたって明るいままだった。10月には、その核が最初は2つ、その後4つに分裂する様子が見られた。観測者の中には、核から数度離れたところに光の拡散した斑点を見たという報告もあった。核の破片の分離速度は、分裂後670年から960年の間に、約1世紀おきに戻ってくるようなものだった。[6]
池谷・関彗星
池谷・関彗星は、最も最近の非常に明るいクロイツ太陽接近彗星である。1965年9月18日、 2人の日本人アマチュア天文家が15分以内に独立して発見し、すぐにクロイツ太陽接近彗星として認識された。 [2]その後4週間にわたって太陽に近づくにつれて急速に明るくなり、10月15日には見かけの明るさが2等級に達した。近日点通過は10月21日に起こり、世界中の観測者が昼間の空で簡単に観測できた。[2] 10月21日の近日点通過の数時間前、その可視明るさは-10から-11で、上弦の月と同等で、1882年以来観測されたどの彗星よりも明るかった。近日点通過の翌日、その明るさはわずか-4にまで減少した。[37]
日本の天文学者たちはコロナグラフを使って、近日点通過の30分前に彗星が3つに分裂する様子を観測した。11月初旬に彗星が明け方の空に再び現れたとき、これらの核のうち2つが確実に検出され、3つ目は疑わしいものだった。彗星は長さ約25°の非常に目立つ尾を発達させ、11月中は暗くなっていった。最後に検出されたのは1966年1月だった。[38]
ダイナミックな歴史と進化
ブライアン・G・マースデンが1967年に実施した研究は、この彗星群の軌道履歴を遡って起源彗星を特定する最初の試みだった。[2] [5] 1965年までにこの彗星群で知られていたものはすべて、軌道傾斜角が約144°でほぼ同じであり、近日点経度も280～282°と非常によく似ていたが、軌道計算が不確かだったために外れ値がいくつかあった。近日点引数と昇交点経度には、より広い範囲の値が存在した。[5]
マースデンは、クロイツ彗星は軌道要素がわずかに異なる2つのグループに分けられることを発見した。これは、この族が複数の近日点における分裂によって生じたことを示唆している。[2]マースデンは、池谷・関彗星と1882年大彗星の軌道を遡って、前回の近日点通過時に、それらの軌道要素の差が、池谷・関彗星が分裂した後の断片の軌道要素の差と同じ桁であることを発見した。[39]これは、これらが1周前に分裂した同じ彗星の2つの部分であると推定するのが現実的であることを意味した。祖先彗星の最有力候補は1106年大彗星であった。池谷・関彗星の軌道周期から、その前回の近日点が1106年のものと一致することが示唆された。1882年大彗星の軌道から、その数十年後の前回の近日点が示唆されたが、軌道要素を少し変更するだけで一致するはずであった。[2]
1668年、1689年、1702年、1945年に太陽に接近した彗星は、1882年と1965年の彗星と密接に関連しているようですが[2]、軌道が十分に決定されていないため、1106年に親彗星から分離したのか、それともその前の近日点通過時、つまり西暦3世紀から5世紀のどこかの時点で分離したのかを判断できません。[6]この彗星のサブグループはサブグループIIとして知られています。[40] [1] 1970年に観測されたホワイト・オルティス・ボレッリ彗星[41]は、サブグループIよりもこのグループに密接に関連していますが、他の破片への前回の軌道中に分離したようです。[1]
1843 年 (1843 年の大彗星) と 1963 年 (ペレイラ彗星)に観測された太陽に接近する彗星は、近縁関係にあるようで、サブグループ I に属している[40]が、軌道を 1 つ前の近日点までさかのぼると、軌道要素の差は依然としてかなり大きく、おそらくその 1 周前に分離したことを意味している。[39]これらは 1106 年の彗星とは関係がなく、むしろその約 50 年前に回帰した彗星である可能性がある。[1]サブグループ I には、1695 年、1880 年 (1880 年の大南彗星)、1887 年 (1887 年の大南彗星) に観測された彗星や、SOHO ミッションによって検出された彗星の大部分 (下記参照) も含まれる。[1]
2つのサブグループの違いは、それらが2つの別々の親彗星から生じたことを意味していると考えられています。これらの親彗星自体は、以前に数回の軌道で分裂した「祖父母」彗星の一部でした。[1]祖父母の候補の1つは、紀元前371年にアリストテレスとエフォロスが観測した彗星です。エフォロスは、この彗星が2つに分裂するのを見たと主張しました。しかし、現代の天文学者は、他の情報源によって確認されていないため、エフォロスの主張に懐疑的です。[6]代わりに、紀元後3世紀から5世紀の間に到来した彗星（214、426、467番目の彗星）が、クロイツ族の可能性のある祖先であると考えられています。[6]元の彗星は確かに非常に大きく、おそらく直径100 kmほどの大きさだったに違いありませんが、 [1]ヘール・ボップ彗星のように、数十キロメートルの大きさである可能性もあります。[42]ある研究では、原始惑星の軌道はオールトの雲から始まる2段階のプロセスで変化したと示唆している。まず、半径が約100AUの楕円形に摂動され、次にコザイメカニズムによって太陽に接近する軌道に進化した。[43]
その軌道は主要な2つのグループの軌道とはかなり異なりますが、1680年の彗星も、何周も前の分裂を経てクロイツ彗星と関連している可能性があります。[6]
クロイツのサングレーザーは、おそらく特異な現象ではない。親天体の分裂によって形成されたサングレーザー彗星の他のファミリーには、マイヤーのサングレーザー、マースデンのサンスカーター、クラフトのサンスカーターがある。[9] [44]これらは、「非クロイツ」または「散発的」サングレーザーを形成する。[45]クロイツ、マースデン、クラフトのファミリーと96P/マックホルツ彗星は、今度は、西暦950年より前に親天体の分裂によって形成された可能性のある、より大きなファミリー、マックホルツ惑星間複合体を形成する可能性がある。[46]クロイツのサングレーザーの最終的な起源はおそらくオールトの雲であり、未知の物理的プロセスによって半径が縮小され、サングレーザー彗星が生じた。このプロセスは数百万年に数回発生する可能性があるが、これは過小評価である可能性もあるし、あるいは今まさにそのようなクロイツの太陽接近彗星族が存在することは人類にとって幸運なことを示しているのかもしれない。[47]研究によれば、軌道傾斜角が大きく近日点距離が約2AU未満の彗星の場合、重力摂動の累積効果により太陽接近軌道になる傾向がある。[48]ある研究では、ヘール・ボップ彗星が最終的に太陽接近彗星になる確率は約15%であると推定されている。[49]クロイツ彗星群に似た彗星族が、がか座ベータ星の周囲で発見されている。[50]
最近の観察
最近まで、クロイツ彗星の非常に明るいメンバーは、近日点通過がおよそ5月から8月の間に起こった場合、気づかれずに太陽系内を通過することができました。[1] この時期、地球から見ると、彗星は太陽のほぼ真後ろに近づき、遠ざかるため、非常に明るくなった場合にのみ太陽の非常に近くで見えるようになります。1882年の日食彗星の近日点通過と皆既日食の驚くべき偶然によってのみ、この彗星が発見されました。[1]
1980年代、2つの太陽観測衛星が偶然にもクロイツ族の新しいメンバーをいくつか発見した。 1995年に太陽観測衛星SOHOが打ち上げられて以来、一年中いつでも太陽のすぐ近くの彗星を観測することが可能になった。[6]この衛星は太陽のすぐ近くの画像を常時提供しており、SOHOはこれまでに太陽に接近する新しい彗星を数百個発見しており、その中には直径が数メートルの彗星もある。SOHOが発見した太陽接近彗星の約83%はクロイツ族に属し、他にはマイヤー族、マースデン族、クラフト1族と2族が含まれる。[45]新たなクロイツ接近彗星はおよそ3日に1回発見されているが、[51]多くは観測されないままになっていると思われる。[52]それらの頻度は1997～2002年から2003～2008年にかけて増加した。[53]半径はおそらく数十メートルしかない。[54]ラブジョイ彗星を除いて、SOHOが観測した太陽接近彗星はいずれも近日点通過を生き延びていない。いくつかは太陽に突入したかもしれないが、ほとんどは完全に蒸発してしまった可能性が高い。[40] [6]遠心力による崩壊は、より小さなクロイツ彗星の太陽接近彗星を破壊するもう一つの重要なプロセスであり、[55]クロイツ彗星が近日点を通過して太陽から遠ざかってからかなり経ってから崩壊が遅れる理由を説明できるかもしれない。 [56]
2020年6月現在[アップデート]、SOHOデータを使用して特定された4,000個の彗星のうち、85％にあたる約3,400個がクロイツ・サングレーザー彗星であった。これらの彗星のほとんどは、アマチュア天文学者がインターネット経由でSOHOの観測結果を分析したものである。[57] 2024年2月現在[アップデート]、NASAのJPL小天体データベースには約1,300個のクロイツ・サングレーザー彗星が記載されている。[58]
サングレーザーは、数時間間隔を置いてペアまたは三つ組で到着することが多い[44] 。これらのペアは偶然に発生するには頻度が高すぎるため、前の軌道での分裂によるものではあり得ない。なぜなら、その場合、破片はもっと遠く離れていたはずだからである。 [6]むしろ、ペアは近日点から遠く離れた場所での分裂の結果であると考えられている。多くの彗星が近日点から遠く離れた場所で分裂することが観測されており、クロイツのサングレーザーの場合、近日点近くでの最初の分裂に続いて、軌道の残りの部分で分裂の「カスケード」が続く可能性があるようだ。[6] [48]
サブグループIとサブグループIIのクロイツ彗星の太陽接近現象にはわずかな違いがある。前者は太陽にわずかに近づき、昇交点は約20°異なる。[40] サブグループIのクロイツ彗星の発見数は約9個[59]で、サブグループIIのメンバー数の4倍である。これは「祖父母」彗星が不均等な大きさの親彗星に分裂したことを示唆している。[6]
未来
力学的には、クロイツサングライザーは、今後何千年もの間、独自の科として認識され続けるかもしれない。最終的には、その軌道は重力の摂動によって分散されるが、構成要素の断片化の速度によっては、重力分散される前にグループが完全に破壊される可能性がある。[48] 2002年から2017年の間、クロイツサングライザーの出現率はほぼ一定であった。[60]
近い将来に別の非常に明るいクロイツ彗星が到来する可能性を推定することはできませんが、過去200年間に少なくとも10個の彗星が肉眼で見えるようになったことを考えると、クロイツ族の別の大彗星がいつか到来することはほぼ確実と思われます。[41] 1970年の ホワイト・オルティス・ボレリ彗星は見かけの等級が1に達しました。 [61] 2011年12月、クロイツのサングライザーであるC/2011 W3（ラブジョイ）は近日点通過後もしばらく生き残り、 [62]見かけの等級は-3でした。[63]この彗星は、おそらく明るいクロイツのサングライザーの到来を告げるものではないでしょう。[64]
参照
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さらに読む
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 Kreutz Sungrazersに関連するメディアがあります。
- Sungrazer プロジェクトのウェブサイト 2015-05-25 にWayback Machineでアーカイブされました
- SEDS Kreutz グループページ
- Cometography sungrazers ページ 2005-03-08 にWayback Machineでアーカイブされました
- SOHO が観測した 2 つのサングレーザーに関する NASA のプレスリリース
- SOHO彗星の完全なリスト
- リアルタイムSOHOデータ
