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準惑星 ハウメアには、ハワイの女神にちなんで名付けられたヒイアカとナマカという2つの衛星があることが知られています。これらの小さな衛星は、ハワイのWMケック天文台の大型望遠鏡で行われたハウメアの観測により、2005年に発見されました。
ハウメアの衛星は、さまざまな点で珍しい。ハウメアの衛星は、数十億年前に大きな衝突によってハウメアの氷のマントルが破壊された後に氷の残骸から形成された、拡大衝突ファミリーの一部であると考えられている。最も外側にある大きな衛星ヒイアカは、その表面に大量の純粋な水の氷があり、これはカイパーベルト天体では珍しい。[1]質量が約10分の1のナマカは、驚くべきダイナミクスを持つ軌道を持っている。異常に偏心しており、大きな衛星の影響を強く受けているように見える。
歴史
2005年にカリフォルニア工科大学のチームによるWMケック天文台での観測により、ハウメア（当時はまだ2003 EL 61と命名されていた）の周囲に2つの小さな衛星が発見された。2つの衛星のうち外側の大きい方は2005年1月26日に発見され、 [2]正式にはS/2005 (2003 EL 61 ) 1と命名されたが、カリフォルニア工科大学のチームからは「ルドルフ」というニックネームが付けられた。 [3]ハウメアのより小さい内側の衛星は2005年6月30日に発見され、正式にはS/2005 (2003 EL 61 ) 2と命名され、「ブリッツェン」というニックネームが付けられた。[4] 2006年9月7日、両方の衛星に番号が付けられ、それぞれ(136108) 2003 EL 61 IおよびII として公式の小惑星カタログに登録された。
これらの衛星の永久的な名前は、2003 EL 61とともに、国際天文学連合によって2008年9月17日に発表されました: (136108) ハウメア I ヒイアカ、(136108) ハウメア II ナマカ。[5]各衛星は、ハワイの豊穣と出産の女神であるハウメアの娘にちなんで名付けられました。ヒイアカは舞踏の女神であり、マウナケア天文台があるハワイ島の守護神です。[ 6 ]ナマカは水と海の女神で、海に流れ込んだ妹ペレの溶岩を冷やし、新しい陸地に変えました。 [7]
ハウメアの伝説では、彼女の多くの子供たちは彼女の体のさまざまな部分から生まれたとされている。[7]準惑星ハウメアは、表面の層だけが氷で、ほぼ完全に岩でできているように見える。元々の氷のマントルの大部分は、ハウメアを現在の高速自転に追い込んだ衝突によって吹き飛ばされ、その物質がハウメアの衝突ファミリーの小さなカイパーベルト天体となったと考えられている。したがって、ナマカよりも小さく、まだ検出されていない外縁衛星が他にも存在する可能性がある。しかし、ハッブル宇宙望遠鏡の観測では、ハウメアの重力の影響（ヒル球）で保持できる最も近い10分の1の距離（体積の0.1％）内に、ハウメアの明るさの0.25％より明るい衛星は存在しないことが確認されている。[8]これにより、これ以上の衛星が存在する可能性は低い 。
表面特性
ヒイアカは外側の衛星で、直径は約 310 km と、2 つの衛星のうち大きくて明るい方です。[9]赤外線スペクトルの1.5、1.65、2 μmで観測された強い吸収特性は、表面の大部分を覆うほぼ純粋な結晶水氷と一致しています。この異常なスペクトルと、ハウメアのスペクトルの吸収線との類似性から、ブラウンと同僚は、この衛星系が、準惑星の周りを周回するカイパーベルト天体の重力捕獲によって形成された可能性は低く、ハウメアの衛星はハウメア自体の破片であるに違いないと結論付けました。[10]
両衛星の大きさは、ハウメアと同じ赤外線アルベドを持つという仮定のもとに計算されているが、スペクトルから表面組成が同じであることが示されているため、これは妥当である。ハウメアのアルベドはスピッツァー宇宙望遠鏡によって測定された。地上の望遠鏡から見ると、両衛星はハウメアに近すぎて独立して見ることができない。[11]この共通のアルベドに基づくと、ヒイアカの10分の1の質量を持つ内側の衛星ナマカの直径は約170kmとなる。[12]
ハッブル宇宙望遠鏡（HST）は、衛星からの光をハウメアからの光から分離するのに十分な角度分解能を持っています。HSTのNICMOSカメラによるハウメア三重星系の測光により、水氷の存在を示す1.6μmのスペクトル線が、衛星のスペクトルでもハウメアのスペクトルと同じくらい強いことが確認されました。[11]
ハウメアの衛星は口径約2メートル未満の望遠鏡では検出できないほど暗いが、ハウメア自体は視等級17.5で、カイパーベルトでは冥王星とマケマケに次いで3番目に明るい天体であり、大型のアマチュア用望遠鏡で簡単に観測できる。
軌道特性
ヒイアカはハウメアの周りを49日でほぼ円軌道で回っている。[9]ナマカは中程度の楕円軌道でハウメアの周りを18日で回っており、2008年の時点ではヒイアカに対して13度傾いており、これがヒイアカの軌道を乱している。[4]ハウメアの衛星を作った衝突は太陽系の初期の歴史で起こったと考えられているため、[13]その後数十億年の間に潮汐力によって減衰し、より円形の軌道になったはずである。ナマカの軌道は、潮汐力による消散によりハウメアから外側に移動するにつれて軌道が収束したため、より質量の大きいヒイアカとの軌道共鳴によって乱された可能性が高い。[4]これらは複数回にわたって軌道共鳴に巻き込まれ、その後そこから脱出した可能性があり、現在は8:3共鳴か、少なくともそれに近い状態にある。[4]この共鳴はナマカの軌道を強く乱しており、ナマカの現在の歳差運動は年間約-6.5°で、歳差運動周期は55年である。[8]
2008年から2011年頃、[14]ハウメア衛星の軌道は地球からほぼ真横を向いて見え、ナマカが定期的にハウメアを掩蔽していた。[15] [16]このような通過を観測すれば、ハウメアとその衛星の大きさや形に関する正確な情報が得られていたはずである。[16] 1980年代後半に冥王星とカロンで起こったことと同様である。[17]これらの掩蔽中のシステムの明るさのわずかな変化を検出するには、少なくとも中口径の プロ用望遠鏡が必要であったであろう。[16] [18]ヒイアカが最後にハウメアを掩蔽したのは1999年で、発見の数年前であり、約130年間は再び掩蔽することはないだろう。[19]しかし、通常の衛星の中では珍しい状況で、ナマカの軌道はヒイアカによって大きくねじれており、ナマカとハウメアの通過の視野角がさらに数年間維持されました。[4] [16] [18] 2009年6月19日、ブラジルのピコ・ドス・ディアス天文台で1回の掩蔽現象が観測されました。[20]
注記
- ^ ハウメアの自転周期との3:1共鳴に基づく。
参考文献
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外部リンク
- ハウメアの衛星の軌道のアニメーション
- 2009 年国際天文年ポッドキャスト: 準惑星ハウメア (ダリン ラゴッツィン)
- ヒイアカの発見を記したブラウンの出版物
- ヒイアカの構成を説明した論文