小惑星の衛星

• 上： 1993年にガリレオ探査機が撮影した、小惑星243イダとその衛星ダクティル。
• 中央： 66391 Moshupのレーダー画像3枚。画像に写っている「筋」は、画像作成時に月が移動した際の軌跡です。
• 下：小惑星65803ディディモス（右）とその衛星ディモルフォス（左）の画像。（136617）1994 CC（ 2つの衛星を持つ三重小惑星）のアニメーション（中央）。ディンキネシュとその接触二重衛星セラム（右）。

小惑星の衛星とは、小惑星の自然衛星としてその周りを公転する天体のことである。2026年5月現在衛星を持つことが知られている、または疑われている小惑星は625個あります。^{[ 1 ]}小惑星の衛星（および一般的には二重天体）の発見は、その軌道の決定によって主天体の質量と密度の推定値が得られ、通常はアクセスできない物理的特性についての洞察が得られるため重要です。^{[ 2 ]}

いくつかの衛星は主衛星に比べてかなり大きい。例えば、アンティオペ、モルス・ソムヌス、シラ・ヌナム（95%）、パトロクロス・メノエティウス、アルティラ、レンポ・ヒイシ（90%、レンポ・パハは50%）などである。絶対的な大きさで知られている小惑星の衛星の中で最大なのは冥王星の衛星カロンで、冥王星の直径の約半分である。

遠方の天体の周りには、いくつかの既知の環状系も存在します（カリクロとキロンの環を参照）。

衛星や月という用語に加えて、衛星が 1 つある小惑星には「バイナリー」（バイナリー小惑星）という用語が、衛星が 2 つある小惑星には「トリプル」という用語が使われることがあります。一方の天体がはるかに大きい場合は、それを主天体、伴星を副天体と呼びます。小惑星とその衛星がほぼ同じ大きさの系には、ダブル小惑星という用語が使われることがありますが、バイナリーという用語は、構成要素の相対的な大きさとは関係なく使われる傾向があります。バイナリー小惑星の大きさが似ている場合、小惑星センター(MPC) は、小さい方の天体を衛星と呼ぶ代わりに、それらを「バイナリー伴星」と呼びます。 ^{[ 3 ]}真のバイナリーの良い例は、2000 年 8 月に発見された90 アンティオペ系です。 ^{[ 4 ]}非常に小さな衛星は、しばしば小衛星と呼ばれます。^{[ 2 ] [ 5 ]}

ハッブル宇宙望遠鏡や太陽系外縁部に到達する宇宙探査機の時代以前は、小惑星の衛星を検出する試みは地球からの光学観測に限られていました。例えば、1978年には恒星掩蔽観測が小惑星532ヘルクリナの衛星の証拠であると主張されました。^{[ 6 ] [ 7 ]}しかし、その後ハッブル望遠鏡によるより詳細な画像では衛星は明らかにならず、現在のコンセンサスはヘルクリナには重要な衛星がないというものです。^{[ 8 ]}その後数年間、小惑星に伴星（通常は衛星と呼ばれる）があるという同様の報告が他にもありました。この時期に天文学者トーマス・ハミルトンがスカイ＆テレスコープ誌に寄稿した手紙では、地球上の明らかに同時発生的な衝突クレーター（例えば、ケベック州のクリアウォーター湖）を指摘し、これらのクレーターは重力で結びついた一対の天体によって引き起こされたことを示唆しています。^{[ 9 ]}

また、1978年には冥王星最大の衛星カロンが発見されましたが、当時冥王星はまだ主要な惑星の一つと考えられていました。

In 1993, the first asteroid moon was confirmed when the Galileo probe discovered the small Dactyl orbiting 243 Ida in the asteroid belt. The second was discovered around 45 Eugenia in 1998.^[10] In 2001, 617 Patroclus and its same-sized companion Menoetius became the first known binary asteroids in the Jupiter trojans.^[11] The first trans-Neptunian binary after Pluto–Charon, 1998 WW31, was optically resolved in 2002.^[12]

In 2021, 130 Elektra was discovered to have three moons, making it the only known quadruple asteroid.^[13]

連星天体の個体数に関するデータは依然として断片的である。地球からの距離、大きさ、アルベド、構成要素間の距離など、避けられない観測バイアスに加えて、その頻度は天体のカテゴリーによって異なるようだ。小惑星では、推定2%が衛星を持つとされている。海王星以遠天体（TNO）では、推定11%が連星または多重天体であると考えられており、大型TNOの大部分は少なくとも1つの衛星を持ち、国際天文学連合（IAU）に登録されている4つの準惑星もすべて含まれる。

地球近傍小惑星、小惑星帯、太陽系外縁天体という主要なグループごとに、50個以上の連星系が知られており、光度曲線の変化のみに基づく多数の主張は含まれていない。

これまでに、海王星よりも長半径が小さいケンタウルス族の天体の中で、2つの連星系が発見されている。^{[ 22 ]}どちらも2060キロンと10199カリクロの周りの二重環系で、それぞれ1993年から2011年と2013年に発見された。

小惑星の衛星の起源は現在確実には解明されておらず、様々な仮説が存在する。その一つは、小惑星の衛星は衝突によって主星から剥ぎ取られた破片から形成されるというモデルである。また、小さな天体が大きな天体の重力に捕らえられて形成されるという説もある。

衝突による形成は、構成要素の角運動量、すなわち質量とそれらの距離によって制約される。近接連星系はこのモデルに当てはまる（例：冥王星とカロン）。しかし、構成要素の大きさが同程度の遠距離連星系は、衝突によって相当量の質量が失われない限り、このシナリオに従う可能性は低い。

既知の連星系における構成要素間の距離は、数百キロメートル（243 Ida、3749 Balam）から、小惑星の場合は3000 km以上 （379 Huenna  ）まで様々である。太陽系外縁天体（TNO）では、既知の分離距離は3,000 kmから50,000 kmまで様々である。 ^{[ 22 ]}

連星系にとって「典型的」なものは、太陽系内の位置によって異なる傾向がある（おそらく、小惑星の異なる集団における連星系の起源の様式や寿命が異なるため）。^{[ 23 ]}

• 地球近傍小惑星のうち、衛星は主天体の半径の3～7倍程度の距離を公転し、直径は主天体の2倍から数倍小さい傾向がある。これらの連星系はすべて惑星間を横断する天体であるため、主天体が惑星に接近した際に発生した潮汐応力が多くの衛星の形成に関与していると考えられているが、衝突も衛星の形成要因の一つであると考えられている。
• 小惑星帯の衛星は通常、主天体よりもはるかに小さく（ 90アンティオペは顕著な例外）、主天体の半径の約10倍の距離を公転している。これらの連星系の多くは小惑星族に属しており、衛星のかなりの割合は、小惑星衝突後の崩壊によって主天体と衛星の両方が形成された母天体の破片であると考えられている。

• 海王星以遠天体では、2つの軌道成分がほぼ同程度の大きさで、軌道の長半径が主星半径の約100～1000倍と非常に大きいのが一般的である。これらの連星系のかなりの割合が原始星であると予想されている。
  • 冥王星には5つの衛星が知られている。最大の衛星カロンは、冥王星の半径の半分以上もの半径を持ち、冥王星の表面の外側の点を周回できるほど大きい。実際、それぞれの衛星は共通の重心を周回しており、冥王星の軌道はカロンの軌道に完全に囲まれている。そのため、これらは非公式には二重準惑星と呼ばれる連星系を形成している。冥王星の他の4つの衛星、ニクス、ヒドラ、ケルベロス、スティクスははるかに小さく、冥王星とカロンの連星系を周回している。
  • ハウメアには 2 つの衛星があり、その半径は約 155  km (ヒイアカ) と 85  km (ナマカ) と推定されています。
  • マケマケには、直径約160キロメートル（100マイル）と推定される衛星S/2015（136472）1が1つ知られている。 
  • 47171 レンポは、独特な太陽系外縁三重星系である。レンポとそのほぼ同じ質量を持つ衛星ヒイシは、約867km離れた近接連星系を形成している 。もう一つの衛星パハは、レンポとヒイシの連星系を約7411kmの距離で周回している 。
  • エリスにはディスノミアという衛星が1つ知られている。その明るさに基づくと、半径はおよそ150～350kmと推定されている 。^{[ 24 ]}

2022年1月現在 457個の小惑星（系）があり、477個の既知の伴星が存在します。^{[ 1 ]}次の表は、軌道クラス別にこれらの系の総数を一覧にしたものです。

地球近傍天体

これは伴星を持つ地球近傍小惑星のリストです。^{[ 1 ]}未確認の連星候補は暗い背景で表示されます。^{[ 26 ]}概要については、概要と紹介を参照してください。

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火星横断者

これは、伴星を持つ火星横断小惑星のリストです。^{[ 1 ]}未確認の候補連星は暗い背景で表示されます。^{[ 26 ]}概要については、概要と紹介を参照してください。

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メインベルトの小惑星

これは伴星を持つ小惑星帯のリストです。^{[ 1 ]}未確認の候補連星は暗い背景で表示されます。^{[ 26 ]}概要については、概要と紹介を参照してください。

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以下の連星系は、大きさがほぼ同じ構成要素を持つ二重小惑星であり、重心がより大きな天体の外側にある。

1. 90 アンティオペ– S/2000 (90) 1 ^{[ 41 ]}
2. 854 フロスティア– 未指定
3. 1313 ベルナ– 未指定
4. 2478 東海– 未指定
5. 3169 オストロ– 未指定
6. 3749 バラム– S/2002 (3749) 1 ^{[ 42 ]}
7. 3905 ドップラー– 未指定
8. 4674 ポーリング– S/2004 (4674) 1 ^{[ 43 ]}
9. 4951 岩本– 未指定
10. 5674 ウォルフ– 未指定
11. 8474 レティグ– 未指定
12. 17246 Christophedumas – S/2004 (17246) 1 ^{[ 44 ]}
13. (300163) 2006年式 VW 139 – 指定なし

さらに、これらの天体は二重小惑星である可能性もあるが、その大きさや軌道に関する誤差のため、確証はない。

1. 809 ルンディア– 未指定
2. 1089 タマ– 未指定
3. 1509 エスクランゴナ– S/2003 (1509) 1 ^{[ 45 ]}
4. 4492 ドビュッシー– 未指定
5. 11264 クラウディオマッコーネ– 未指定
6. 22899 アルコンラッド– (22899) アルコンラッド I ジュリーカイバレット^{[ 46 ]}

木星トロヤ群

これは伴星を持つ木星トロヤ群のリストです。^{[ 1 ]}未確認の候補連星は暗い背景で表示されます。^{[ 26 ]}概要については、概要と紹介を参照してください。

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海王星以遠の天体

これは伴星を持つ太陽系外縁天体のリストです。^{[ 1 ]}未確認の連星候補は暗い背景で表示されます。^{[ 26 ]}このリストでは、伴星の公転周期（P _s）が時間ではなく日数で示されています。概要については、概要と紹介を参照してください。

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• 天体リスト
• サブサテライト（ムーンムーンとも呼ばれる）– 自然衛星の周りを公転する衛星 
• ヤルコフスキー・オキーフ・ラジエフスキー・パダック効果（YORP効果とも呼ばれる）– 小惑星の自転摂動 リダイレクトターゲットの簡単な説明を表示するページ 
• 衛星システム（天文学）

• 二重小惑星：フランク・マルキス氏によるYouTube動画、 SETI講演会での講義（再生時間1時間00分02秒）
• 適応光学系を用いた二重小惑星の軌道（フランク・マルキス）
• 小惑星の衛星および伴星（CBAT）
• 小惑星と衛星 ジョンストンのアーカイブ
• VOBADデータベースは、 F. Marchis氏とその共同研究者（カリフォルニア大学バークレー校／SETI研究所）によって構築・設計されたウェブページで、169個の多重小惑星系のパラメータが含まれています（最終更新日：2009年5月9日）。