分離天体

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100AU以遠の太陽系外縁天体。散乱円盤天体(灰色)と分離天体(白色)

分離天体(ぶんりてんたい、: detached object)は、太陽系外縁の海王星の軌道より外側にある天体の分類である。これらの天体の近点は海王星の重力の影響を受ける領域から十分離れ、海王星やその他の惑星からの影響を受けておらず、太陽系から「分離」されたように見える[1][2]

このような点でこれらは、海王星等の木星型惑星に近づいた際に重力の影響で摂動する太陽系外縁天体として知られる大部分の天体とはかなり異なる。

分離天体は、冥王星等の海王星共鳴天体、マケマケ等のキュビワノ族エリス等の散乱円盤天体など、他の太陽系外縁天体と比べ大きな近日点を持つ。

分離天体はextended scattered disc objects (E-SDO)[3]、distant detached objects (DDO)[4]等と呼ばれることもあり、Deep Ecliptic Survey の中では公式にscattered-extendedと呼ばれる[5]。これは、分離天体と散乱円盤の軌道パラメータの間に明確な線引きができないことを反映している。

このような天体は、少なくとも9個が確認されている[6]。その中で最も大きくまた最も遠くにあるものは、セドナである。

軌道[編集]

分離天体の近点は、海王星の遠点よりも大きい。しばしば大きな軌道傾斜角を持ち、軌道長半径が数百auにも達する非常に大きな軌道である。このような軌道は、木星型惑星による重力散乱では形成できない。恒星[7]または惑星質量天体[4]が近傍を通過したことに成因を求めるものなど、様々な仮説が提案された。黄道深部サーベイのチームによる分類では、scattered-near objectとscattered-extended objectの間にTisserand's parameterの値で3という明確な区別が導入された[5]

分類[編集]

分離天体は、太陽系外縁天体の4つの分類のうちの1つである。他の3つは、キュビワノ族、共鳴天体、散乱円盤天体である。分離天体の近日点は、通常40auよりも大きく、太陽から約30au離れたほぼ円形の軌道を公転する海王星の強い影響から逃れている。しかし、散乱円盤の領域と分離天体の領域には明確な境界がなく、近日点距離37auから40auの領域では両者が共存している[6]。軌道が確実なそのような中間的な天体には、(120132) 2003 FY128がある。

2000 CR1052004 XR190等のいくつかの小天体とともにセドナが発見されたことは、オールトの雲の内側にあるであろう遠方の天体の分類についての議論を喚起した[2]

セドナは、小惑星センターによって公式には散乱円盤天体とされているが、発見者のマイケル・ブラウンは、76auの近日点距離は外惑星からの重力相互作用を受けるには遠すぎるため、「内オールトの雲天体」と考えるべきだと主張している[8]。セドナを分離天体とするこの分類は、最近の論文でも受け入れられている[9]

この一連の考え方は、外惑星からの重力相互作用の欠如によって、セドナと1996 TL66等の散乱円盤天体との間のどこかから始まるextended-outer groupが形成されることが示唆される。これらは、黄道深部サーベイによってscattered-near objectとして挙げられている[10]

このようなカテゴリーを定義する際の問題の1つは、弱い共鳴が存在する可能性があり、不規則な惑星の摂動のために証明が難しいということや、現在はこのような遠方の天体の軌道に関する知識が欠けているということである。これらの天体の軌道周期は300年を超え、大部分は数年間の短い期間しか観測されない。距離が非常に遠く、背景の恒星と比べて動きが遅いことから、これらの遠方の天体の多くの共鳴の存在の有無を確定するのに十分な観測ができるまで、まだ数十年を要するかもしれない。これらの天体の軌道や共鳴についてさらに理解が深まれば、木星型惑星のマイグレーションや太陽系の形成に関する理解に役立つ。例えば、2007年のEmel’yanenkoとKiselevaによるシミュレーションは、遠方の天体の多くが海王星と共鳴している可能性があることを示した。2000 CR105は10%の確率で20:1共鳴、2003 QK91は38%の確率で10:3共鳴、(82075) 2000 YW134は84%の確率で8:3共鳴の軌道にあることを示した[11]。また準惑星の可能性がある(145480) 2005 TB190は、1%以下の確率で4:1の共鳴軌道にある[11]

分離天体の可能性のある天体[編集]

以下は、既知の天体を近日点が小さくなる順に並べたものである。これらは海王星の現在の軌道では容易に散乱されず、分離天体の可能性がある。

小惑星番号
名前
直径
(km)
絶対等級
近日点
(AU)
遠日点
(AU)
発見年
発見者
分類
90377 セドナ 995-1600 1.6 76.1 975.5 2003 ブラウン, トルヒージョ, ラビノウィッツ 分離[12]
2004 XR190 335-850 4.5 52.3 61.8 2004 Lynne Jones et al. 分離[13][14]
2004 VN112 130-300 6.4 47.3 614 2004 セロ・トロロ汎米天文台[15] 分離[16]
145480 (145480) 2005 TB190 ~500 4.7 46.2 106.5 2005 Becker, A. C. et al. 分離
148209 (148209) 2000 CR105 ~250 6.1 44.3 397 2000 ローウェル天文台 分離[13]
2003 UY291 ~150 7.3 41.2 57.1 2003 Pittichova, J. et al. キュビワノ族[17]
82075 (82075) 2000 YW134 ~500 4.7 41.0 73.9 2000 スペースウォッチ 8:3[18]
48639 (48639) 1995 TL8 ~350 5.2 40.0 64.5 1995 A. Gleason 分離
2010 KZ39 440-980 3.9 39.1 52.5 2010 A. Udalski et al. 分離[19]またはキュビワノ族[20]
2003 QK 91 ~180 6.9 38.4 98.5 2003 Elliot, J. et al. 分離[21]
2003 FZ129 ~150 7.3 38.0 85.6 2003 マウナケア天文台群[15] 分離[22]
134210 (134210) 2005 PQ21 ~200 6.7 37.6 87.6 2005 セロ・トロロ汎米天文台 分離[23]
2006 QH181 ~765 3.8 37.6 97.0 2006 セロ・トロロ汎米天文台[15] 分離または5:1[24]
120132 (120132) 2003 FY128 ~440 4.8 37.0 61.7 2003 地球近傍小惑星追跡 分離[25]
2006 HX122 ~290 5.9 36.4 102.6 2006 Marc W. Buie[15] 分離[26]または7:2[27]

出典[編集]

  1. ^ P. S. Lykawka; T. Mukai (2008). “An Outer Planet Beyond Pluto and the Origin of the Trans-Neptunian Belt Architecture”. Astronomical Journal 135: 1161. arXiv:0712.2198. Bibcode 2008AJ....135.1161L. doi:10.1088/0004-6256/135/4/1161. 
  2. ^ a b D.Jewitt, A.Delsanti (2006). “The Solar System Beyond The Planets” (PDF). Solar System Update : Topical and Timely Reviews in Solar System Sciences. Springer-Praxis Ed.. ISBN 3-540-26056-0. http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/papers/2006/DJ06.pdf. 
  3. ^ Evidence for an Extended Scattered Disk?
  4. ^ a b Rodney S. Gomes; Matese, J; Lissauer, J (2006). “A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects”. Icarus (Elsevier) 184 (2): 589-601. Bibcode 2006Icar..184..589G. doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026. 
  5. ^ a b J. L. Elliot, S. D. Kern, K. B. Clancy, A. A. S. Gulbis, R. L. Millis, M. W. Buie, L. H. Wasserman, E. I. Chiang, A. B. Jordan, D. E. Trilling, and K. J. Meech (2006). “The Deep Ecliptic Survey: A Search for Kuiper Belt Objects and Centaurs. II. Dynamical Classification, the Kuiper Belt Plane, and the Core Population” (PDF). The Astronomical Journal 129: 1117. Bibcode 2005AJ....129.1117E. doi:10.1086/427395. http://occult.mit.edu/_assets/documents/publications/Elliot2005AJ129.1117.pdf. 
  6. ^ a b Lykawka, Patryk Sofia & Mukai, Tadashi (July 2007). “Dynamical classification of trans-neptunian objects: Probing their origin, evolution, and interrelation”. Icarus 189 (1): 213-232. Bibcode 2007Icar..189..213L. doi:10.1016/j.icarus.2007.01.001. 
  7. ^ Morbidelli, Alessandro; Levison, Harold F. (November 2004). “Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12”. The Astronomical Journal 128 (5): 2564–2576. arXiv:astro-ph/0403358. Bibcode 2004AJ....128.2564M. doi:10.1086/424617. http://www.iop.org/EJ/abstract/1538-3881/128/5/2564/ 2008年7月2日閲覧。. 
  8. ^ Brown, Michael E.. “Sedna (The coldest most distant place known in the solar system; possibly the first object in the long-hypothesized Oort cloud)”. California Institute of Technology, Department of Geological Sciences. 2008年7月2日閲覧。
  9. ^ D.Jewitt, A. Moro-Mart?n, P.Lacerda The Kuiper Belt and Other Debris Disks to appear in Astrophysics in the Next Decade, Springer Verlag (2009). Preprint of the article (pdf) Archived 2009年9月18日, at the Wayback Machine.
  10. ^ Marc W. Buie (2007年12月28日). “Orbit Fit and Astrometric record for 15874”. SwRI (Space Science Department). 2011年11月12日閲覧。
  11. ^ a b Emel’yanenko, V. V (2008). “Resonant motion of trans-Neptunian objects in high-eccentricity orbits”. Astronomy Letters 34: 271-279. Bibcode 2008AstL...34..271E. doi:10.1134/S1063773708040075. (subscription required)
  12. ^ W.M. Grundy, K.S. Noll and D.C. Stephens (July 2005). “Diverse albedos of small trans-Neptunian objects”. Icarus (Elsevier) 176 (1): 184-191. arXiv:astro-ph/0502229. Bibcode 2005Icar..176..184G. doi:10.1016/j.icarus.2005.01.007. http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WGF-4FR4BS3-3&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=086bf515703846247c0819bb30f5b5f1 2008年3月22日閲覧。.  (arxiv.org)
  13. ^ a b E. L. Schaller and M. E. Brown (2007). “Volatile loss and retention on Kuiper belt objects”. Astrophysical Journal 659: I.61-I.64. Bibcode 2007ApJ...659L..61S. doi:10.1086/516709. http://www.gps.caltech.edu/~mbrown/papers/ps/volatiles.pdf 2008年4月2日閲覧。. 
  14. ^ R. L. Allen, B. Gladman (2006). “Discovery of a low-eccentricity, high-inclination Kuiper Belt object at 58 AU”. The Astrophysical Journal 640.  Discovery paper. Preprint
  15. ^ a b c d List Of Centaurs and Scattered-Disk Objects”. 2011年7月5日閲覧。
  16. ^ Marc W. Buie (2007年11月8日). “Orbit Fit and Astrometric record for 04VN112”. SwRI (Space Science Department). 2010年8月18日時点のオリジナル[リンク切れ]よりアーカイブ。2008年7月17日閲覧。
  17. ^ Marc W. Buie (2005年12月2日). “Orbit Fit and Astrometric record for 03UY291”. SwRI (Space Science Department). 2009年1月22日閲覧。
  18. ^ Marc W. Buie (2004年4月16日). “Orbit Fit and Astrometric record for 82075”. SwRI (Space Science Department). 2008年7月18日閲覧。
  19. ^ Marc W. Buie (2010-06-16 using 19 of 19 observations over 0.98 years (356 days)). “Orbit Fit and Astrometric record for 10KZ39”. SwRI (Space Science Department). 2011年8月18日閲覧。
  20. ^ 2010 KZ39”. IAU Minor Planet Center. 2011年8月18日閲覧。
  21. ^ Marc W. Buie (2008年6月7日). “Orbit Fit and Astrometric record for 03QK91”. SwRI (Space Science Department). 2009年1月27日閲覧。
  22. ^ Marc W. Buie (2005年7月10日). “Orbit Fit and Astrometric record for 03FZ129”. SwRI (Space Science Department). 2009年1月27日閲覧。
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  24. ^ Marc W. Buie (2008年3月5日). “Orbit Fit and Astrometric record for 06QH181”. SwRI (Space Science Department). 2008年7月29日閲覧。
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  26. ^ Marc W. Buie (2007年7月16日). “Orbit Fit and Astrometric record for 06HX122”. SwRI (Space Science Department). 2009年1月23日閲覧。
  27. ^ MPEC 2008-K28 : 2006 HX122”. Minor Planet Center (2008年5月23日). 2011年7月5日閲覧。