太陽に接近する彗星

サングレーザー彗星は、近日点通過時に太陽に非常に接近する彗星で、時には太陽表面から数千キロメートル以内を通過することもあります。小型のサングレーザー彗星は太陽に非常に接近する間に完全に蒸発する可能性がありますが、大型のサングレーザー彗星は近日点通過を何度も乗り越えることができます。しかし、強い蒸発力と潮汐力を受けると、しばしば分裂してしまいます。

1880年代まで、太陽付近の明るい彗星はすべて、単一のサングレーザー彗星が繰り返して戻ってきたものだと考えられていた。その後、ドイツの天文学者ハインリッヒ・クロイツとアメリカの天文学者ダニエル・カークウッドは、同じ彗星が戻ってきたのではなく、それぞれの出現は別の彗星であり、それぞれが以前に太陽の近くを通過した（近日点）ときに互いに離れた一群の彗星に関連していると判定した。 ^{[1] 1979年に}コロナグラフ観測によってサン グレーザー彗星が検出できるようになるまで、サングレーザー彗星の種類についてはほとんどわかっていなかった。2017年10月21日の時点で、約12太陽半径（約0.055 AU）以内に来る彗星は1495個知られている。^[2] これは全彗星のほぼ3分の1を占める。^[3] これらの天体のほとんどは接近中に蒸発しますが、核の半径が2～3kmを超える彗星は、近日点通過後も最終半径約1kmで生き残る可能性があります。

サングレーザー彗星は、非常に明るく見えるため、最も早く観測された彗星の 1 つです。中には、大彗星とみなされるものもあります。彗星が太陽に接近すると、彗星の核が太陽に近づくことで反射するだけでなく、太陽が彗星から大量のガスを蒸発させ、そのガスがより多くの光を反射するため、彗星は明るくなります。この極端な明るさにより、ガスの揮発性や、彗星が近日点を通過しても生き残るほどの大きさであるかどうかに応じて、地球から肉眼で観測できるようになります。これらの彗星は、ガス放出活動を観測することで彗星の構成を理解するための便利なツールとなり、太陽放射が他の太陽系の天体に与える影響を調べる方法も提供します。

軌道が計算された最初の彗星の1つは、現在C / 1680 V1と呼ばれている1680年の太陽接近彗星（および大彗星）です。これはアイザックニュートンによって観測され、彼は1687年に軌道の結果を発表しました。^[4]その後、1699年にジャックカッシーニは、彗星の軌道周期が比較的短い可能性があり、C / 1680 V1はティコブラーエが1577年に観測した彗星と同じであると提案しましたが、1705年にエドモンドハレーは、2つの彗星の近日点距離の差が大きすぎて、それらが同じ天体であるはずがないと判断しました。^{[5] [6]}しかし、これは、大彗星が関連している、またはおそらく同じ彗星であるという仮説が立てられた最初の例でした。その後、ヨハン・フランツ・エンケはC/1680 V1の軌道を計算し、約9000年の周期を発見し、カッシーニの短周期太陽接近説に欠陥があると結論付けた。C/1680 V1は、1826年にC/1826 U1彗星が観測されるまで、最も短い近日点距離を計測されていた。^[4]

19世紀には、 1843年の大彗星、C/1880 C1、1882年の大彗星によって、太陽に接近する彗星の理解が進んだ。C/1880 C1とC/1843 D1は外観が非常に似ており、1106年の大彗星にも似ていたため、ダニエル・カークウッドは、C/1880 C1とC/1843 D1は同じ天体の別々の破片であると提唱した。^[1] 彼はまた、エフォロスが近日点通過後に彗星が分裂するのを目撃したという主張があったため、その親天体は紀元前371年にアリストテレスとエフォロスが見た彗星であるとの仮説を立てた。^[4]

C/1882 R1彗星は、以前に観測されたサングレーザー彗星のわずか2年後に出現したため、天文学者たちはこれらの明るい彗星はすべて同じ天体ではないと確信した。一部の天文学者は、彗星が太陽近くの抵抗媒体を通過し、周期が短くなる可能性があると理論化した。^[4] 天文学者がC/1882 R1を観測したとき、近日点の前後の周期を測定したが、周期の短縮は見られず、理論は反証された。近日点通過後、この天体はいくつかの破片に分裂することも観測されたため、これらの彗星が親天体から来たというカークウッドの理論は良い説明のように思われた。

1843年と1880年の彗星を紀元前1106年と371年の彗星に結び付ける試みとして、クロイツは1882年の彗星の破片を測定し、それが1106年の彗星の破片である可能性が高いと判断した。そして彼は、これらの少数の彗星と同様の軌道特性を持つ太陽に接近するすべての彗星をクロイツグループの一部と指定した。^[4]

19世紀には、太陽に近い彗星の最初のスペクトルがフィンレイとエルキンによって1882年に撮影されました。^[7]その後、スペクトルが分析され、FeとNiのスペクトル線が確認されました。^[8]

20世紀に初めて太陽に接近する彗星が観測されたのは1945年で、その後1960年から1970年にかけて5つの太陽に接近する彗星が観測された（C/1961 O1、C/1962 C1、C/1963 R1、C/1965 S1、C/1970 K1）。1965年の彗星（イケヤ・セキ彗星）ではスペクトル輝線の測定が可能となり、鉄を含むいくつかの元素が検出され、1882年の大彗星以来初めてこの特徴を示した彗星となった。その他の輝線には、K、Ca、Ca ⁺、Cr、Co、Mn、Ni、Cu、Vなどがある。^{[9] [10] [11] [12] [13]}ブライアン・マースデンは1967年にイケヤ・セキ彗星の発見をきっかけに、クロイツ彗星のサングレーザーを2つのサブグループに分けた。^[14] 1つのサブグループは1106彗星を母天体とし、そのメンバーはその彗星の破片であると考えられているが、もう1つのグループは同様のダイナミクスを持つが、それに関連する母天体は確認されていない。

20世紀には、ソルウィンド、SMM、SOHOなどのコロナグラフ望遠鏡の打ち上げにより、サングライジング彗星の研究に大きな影響を与えました。この時点まで、サングライジング彗星は肉眼でしか見えませんでしたが、コロナグラフ望遠鏡により、はるかに小さく、近日点通過を生き延びた彗星が多数観測されました。1981年から1989年にかけてソルウィンドとSMMによって観測された彗星の視等級は約-2.5から+6で、視等級約-10のイケヤ・セキ彗星よりもはるかに暗いです。^[4]

1987年と1988年に、半日から2週間ほどの非常に短い期間に出現する太陽接近彗星のペアが存在する可能性があることがSMMによって初めて観測されました。計算の結果、これらのペアは同じ母天体の一部であるが、太陽から数十AUのところで分裂したことが判明しました^。[15]分裂速度はわずか数メートル/秒で、これらの彗星の自転速度に匹敵します。このことから、これらの彗星は潮汐力によって分裂し、C/1882 R1、C/1965 S1、C/1963 R1はおそらく1106年の大彗星から分裂したという結論に至りました。 ^[16]

コロナグラフにより、彗星が太陽に非常に接近した際の特性を測定できた。太陽に接近する彗星は、約 12.3太陽半径または 11.2 太陽半径の距離で明るさがピークに達する傾向があることが指摘されている。この差は、塵の組成の違いに起因すると考えられている。別の小さな明るさのピークは、太陽から約 7 太陽半径の距離で発見されており、これは彗星核の断片化によるものと考えられる。^{[4]別の説明としては、12 太陽半径での明るさのピークは}非晶質 オリビンの昇華によるもので、11.2 太陽半径でのピークは結晶質オリビンの昇華によるものであるというものである。したがって、7 太陽半径でのピークは輝石の昇華である可能性がある。^[17]

最も有名なサングレーザーはクロイツ サングレーザーで、これらはすべて、太陽系内部を初めて通過した際に多数の小さな彗星に分裂した 1 つの巨大彗星から発生しています。紀元前 371 年にアリストテレスとエフォロスが見た非常に明るい彗星が、この親彗星の候補である可能性があります。

1843年と1882年の大彗星、1965年のイケヤ・セキ彗星、2011年のC/2011 W3（ラブジョイ）は、すべて元の彗星の破片でした。これら4つの彗星はいずれも、昼間の空で太陽の隣で短時間見えるほど明るく、1882年の彗星は満月よりも明るく輝いていました。

1979年、C/1979 Q1（SOLWIND）は、1979年8月30日と31日に撮影されたコロナグラフで、米国の衛星P78-1によって発見された最初のサングライザーでした。^[18]

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。いくつかは太陽そのもの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。^[19]

SOHOで観測されたサングライザー彗星の約83%は、クロイツ彗星群に属します。^[22] 残りの17%には散発的なサングライザー彗星が含まれますが、その中にはクラフト彗星群、マースデン彗星群、マイヤー彗星群という3つの関連のある彗星群が特定されています。マースデン彗星群とクラフト彗星群は、どちらもマックホルツ彗星と関連があるようです。これらの彗星は、昼間アリエト流星群、デルタみずがめ座流星群、しぶんぎ座流星群など、いくつかの流星群とも関連があります。関連する彗星軌道から、マースデン彗星群とクラフト彗星群の周期は5年程度と短いことが示唆されていますが、マイヤー彗星群は中周期または長周期の軌道を持っている可能性があります。マイヤー彗星群の彗星は、通常、小さく、暗く、尾を持ちません。1680年の大彗星は太陽に接近する彗星で、ニュートンがケプラーの軌道運動方程式を検証するために使用したが、より大きな彗星群には属していなかった。しかし、近日点の直前に崩壊したC/2012 S1（アイソン）彗星^[20]は、1680年の大彗星と軌道要素が似ており、この彗星群の2番目のメンバーである可能性がある。^[23]

研究によれば、軌道傾斜角が大きく近日点距離が約 2天文単位未満の 彗星の場合、多くの軌道にわたる重力摂動の累積効果により、近日点距離が非常に小さな値にまで減少する。ある研究では、ヘール・ボップ彗星が最終的に太陽に接近する可能性は約 15% である と示唆されている。

近日点を通過した太陽接近彗星（ラブジョイ彗星など）の尾の動きは、太陽天文学者に太陽コロナの構造、特に詳細な磁気構造に関する情報を提供することができる。^[24]

• ヘリオン（流星体）

• Bailey, ME; Emel'yanenko, VV; Hahn, G.; Harris, NW; Hughes, KA; Muinonen, K. (1996). 「彗星 1995 O1 Hale-Bopp の軌道進化」. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 281 (3): 916–924. Bibcode :1996MNRAS.281..916B. doi : 10.1093/mnras/281.3.916 .
• Bailey, ME; Chambers, JE; Hahn, G. (1992). 「サングレーザーの起源 - 頻繁に起こる彗星の終末状態」.天文学と天体物理学. 257 (1): 315–322.書誌コード:1992A&A...257..315B.
• 大塚 和之; 中野 誠; 吉川 正之 (2003). 「周期彗星96P/マックホルツ、アリエティッド彗星群、マースデン彗星群、クラフト彗星群の関係について」.日本天文学会誌. 55 : 321–324. Bibcode :2003PASJ...55..321O. doi : 10.1093/pasj/55.1.321 .

• SOHO サングライザー情報
• コメトグラフィー サングライザーズ ページ
• 太陽に近づく彗星
• 太陽に接近および衝突する彗星核の質量損失、破壊および検出 (arXiv:1107.1857: 2011 年 7 月 10 日)