約 46 億年前、太陽系は、新しい星である太陽を取り囲む物質の円盤から形成され始めました。デブリ円盤から私たちが目にする惑星への移行は活発な調査分野ですが、ほとんどの惑星科学者は、何百もの小さな原始惑星の形成と最終的な破壊を含む一連の中間段階があったことに同意しています。ほとんどは最終的に現在の8つの惑星の1つに吸収されましたが、この運命を逃れたものは、ピンボールのような衝突環境ですぐに粉砕されました.この激動期の残骸の一部は、火星と木星の間の冷蔵保管庫に残っています。この地域は、主要な小惑星帯として知られています。
メイン ベルトにある 100 万個近くの既知の小惑星のうち、詳細に調査したのは数千個だけです。しかし、この統計サンプルと隕石 (小惑星帯からの破片) の分析は、それらが大部分が一般的なケイ酸塩で構成されており、主に鉄-ニッケル合金である天然金属をわずかな割合で含んでいることを示唆しています。しかし、鉄ニッケルが優勢であると考えられている小惑星は、いわゆるMクラス小惑星と呼ばれるもので、100個ほどあります。 Mクラスの小惑星の最も初期の、そして今でも最も一般的な解釈は、岩石の地殻とマントルが激しい衝突で剥ぎ取られた後、なんとか生き残ったいくつかの原始惑星の金属コア（またはコアの断片）を表しているというものです.[ 1]
小惑星 216 クレオパトラは、最大の M クラス小惑星の 1 つであるだけでなく、一般的に最も謎めいたものの 1 つです。光度曲線（時間の経過に伴う明るさのプロット）が非常に変化しやすいことがわかったため、最初は異常であるとタグ付けされました。これは、反射する太陽光の量 (したがって明るさ) が常に目に見える断面積に依存するため、細長いオブジェクトを示唆しています。残念ながら、小惑星は非常に小さいため、従来の望遠鏡では解決できません。しかし、レーダー技術のおかげで、より大きな小惑星の形を見る別の方法があります.
メガワットのマイクロ波 (2380 MHz) 送信機と直径 300 m のアンテナを備えたアレシボ レーダー望遠鏡は、一連のマイクロ波パルスを小惑星に向けて送信し、かすかな反射エコーの到着時間、電力、周波数を測定します。エコー遅延時間のわずかな違い (マイクロ秒単位) は、その「厚さ」 (半径距離の違い、または 遅延) によるものです。 、小惑星のさまざまな部分に）、エコー周波数のわずかな違いは、観測者に対する回転によって引き起こされます（一方のエッジは回転し、もう一方のエッジは遠ざかります）。これらの違いは、遅延ドップラー レーダー画像を生成するために使用され、さまざまな側面で十分な画像を使用して、3 次元形状モデルを生成するために使用できます。
1990 年代後半に、クレオパトラは、レーダーで画像化され、形状がモデル化された最初のメインベルト小惑星の 1 つになり、異常な形状であるという疑いが確認されました [2]。非常に細長いだけでなく、分析の結果、犬の骨のような形状が示されました。興味をそそられることに加えて、ケックの高度な適応光学望遠鏡を使用したその後の観測では、クレオパトラの子供たちにちなんで現在アレックスヘリオスとクレオセレンと名付けられた 2 つの小さな衛星があることが明らかになりました。 [3].
さまざまな側面と 5 つの恒星掩蔽 (小惑星が星と観測者の間を通過するとき) での新しいレーダー データ セットを使用したクレオパトラのより最近の分析では、形状が改良され、全長が当初考えられていたよりも 27% 長いことがわかりました [4]。それは、全長 276 km の材料の細い橋で接続された 2 つのほぼ同一の楕円体ローブで構成されています。このような形状の専門用語は、接触バイナリです。 、両端で接触している2つの別々の共軌道オブジェクト。全体の密度が 4.9 g cmであることから、科学者はクレオパトラはがれきの山であると考えています。これは、自己重力の下で一緒に保持されたがれきの山 (この場合は金属の山) です。そのような物体はどのように形成されますか?
過去 40 億年にわたって、メイン ベルト内のすべての小惑星は、その形状、サイズ、および回転速度を変更する複数の衝突にさらされてきました。クレオパトラの場合、その異常な形状の可能性のあるシナリオの 1 つは、最近の衝突で急速にスピンアップし (5.4 時間に 1 回回転する)、残りの岩石の外装をすべて剥ぎ取り、金属のコアを粉砕し、破片のいくつかから 2 つの月を作成します。岩石が失われる一方で、粉々になったコアは、緩い、重力によって結合された瓦礫の山に再構成されました。自転速度がはるかに速い場合、2 つのローブが互いに分離して、共軌道を回る小惑星のペアが作成される可能性があります [5]。
これらの調査結果は、小惑星 (216) クレオパトラの修正された形状モデルというタイトルの記事で説明されており、最近ジャーナル Icarus に掲載されました。 この研究は、ブルームズバーグ大学のMichael K. Shepard、International Occultation Timing Associationの Bradley Timerson、 コロラド大学の Daniel J. Scheeres、 Lance A.M.ジェット推進研究所の Benner と Jon D. Giorgini、アリゾナ大学の Ellen S. Howell、 Michael C. Nolan、および Alessondra Springmann、 メイン州ファーミントン大学の Christopher Magri、 Arecibo の Patrick A. Taylor と Anne Virkki天文台。
参考文献:
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