「ルーシーの赤ちゃん」小惑星の年齢はわずか200万～300万年

新しく発見された小惑星は、宇宙では幼児のような年齢だ。ディンキネシュ小惑星を周回するセラムという名の小衛星の年齢は、約200万～300万歳だ。科学者たちは、4月19日に天文学と天体物理学の雑誌に掲載された研究で説明されている新しい計算方法を使用して、この年齢の推定値に到達した。

セラムは、2023年11月にNASAのルーシー宇宙船が別の小惑星を周回しているのを発見したことから、「ルーシーの赤ちゃん」というニックネームが付けられています。ルーシーミッションは、トロヤ群小惑星を探索する最初のミッションです。トロヤ群は、木星を周回する約7,000個の原始的な宇宙岩石のグループです。ルーシーは、これらの宇宙岩石の高解像度画像を初めて提供することが期待されています。ディンキネシュとセラムは、火星と木星の間の小惑星帯に位置しています。

小さな衛星の発見は驚きだった。研究の共著者でコーネル大学航空宇宙工学博士課程の学生コルビー・メリル氏によると、セレムは「非常にユニークで複雑な天体」であることが判明した。セレムは接触連星で、瓦礫が積み重なってできた2つの塊から成り、この種の小惑星としては初めて観測された。科学者たちは、セラムはディンキネシュの急速な自転によって噴出した表面物質から形成されたと考えている。

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「小惑星の年齢を知ることは、小惑星を理解する上で重要であり、この小惑星は太陽系の年齢と比較すると非常に若く、比較的最近形成されたことを意味する」とメリル氏は声明で述べた。「この一つの天体の年齢を知ることは、小惑星群全体を理解するのに役立ちます。」

年齢を推定するために、研究チームはディンキネシュとセラムが宇宙でどのように動いたか、つまりその力学を研究した。このペアのような連星系小惑星は、銀河の綱引きをしている。物体に作用する重力によって物体は物理的に膨らみ、地球の海に似た潮汐を引き起こす。潮汐は連星系のエネルギーをゆっくりと減らす。同時に、太陽の放射も連星系のエネルギーを変化させる。この太陽の変化は、連星系ヤルコフスキー・オキーフ・ラジエフスキー・パダック (BYORP) 効果として知られている。この連星系は最終的に、潮汐とBYORPが同等の強さになる平衡に達する。

研究チームは、両者の間の力が均衡していると仮定し、ルーシー計画の小惑星データに当てはめて、セラムが形成されてから現在の状態になるまでにどれくらいの時間がかかったかを計算した。研究チームによると、連星系の両方の天体の密度が同じであると仮定し、二次天体の質量を考慮しなかった既存の方程式を改良したという。コンピューターシミュレーションでは、さまざまなパラメータで約100万回の計算を実行し、年齢の中央値は300万年、最も可能性の高い結果は200万年であることがわかった。この計算は、小惑星の表面クレーターの分析に基づく、より伝統的な方法に基づいてルーシー計画が行った計算とも一致した。

研究チームによると、この方法で小惑星を研究すれば、ルーシーのような宇宙船でクローズアップ画像を撮影する必要がないため、費用を節約できるという。宇宙旅行によって小惑星の表面が最近変化した場合には、より正確になる可能性がある。地球近傍小惑星の約15％は連星系であるため、この方法は衛星ディモルフォスのような他の二次天体の研究にも使用できる。NASAは2022年9月、惑星防衛技術をテストするために、宇宙船を意図的にディモルフォスに衝突させた。

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「クレーターの計数と併用すれば、この方法はシステムの年齢をより正確に特定するのに役立つ可能性がある」と、研究の共著者でコーネル大学天文学博士課程の学生、アレクシア・クバス氏は声明で述べた。「2つの方法を使用し、それらが一致すれば、システムの現在の状態を表す意味のある年齢が得られていると確信できる」