日本の小惑星探査候補天体の地上観測 安部正真西原説子北里宏平猿楽祐樹長谷川直 観測の目的 探査対象となりうる Itokawa より始原的な小惑星を探す (2543) Itokawa 小惑星探査機 HAYABUSA 次期小惑星探査計画では 始原的タイプの小惑星での サンプルリターンを目指す
今まで探査機が訪れた小惑星 小惑星のタイプ スペクトルタイプ 表面組成を反映している 小惑星は隕石の故郷と考えられる 隕石のスペクトルと比較する C-type : 炭素質コンドライト 暗い S-type : 普通コンドライト 明るい X-type: D-type: タギッシュレイク隕石 V-type: HED コンドライト 熱変成が少なく 太陽系形成時の状態を保持しているとかんがえられる より始原的な小惑星 C-type 小惑星と炭素質コンドライト.5. S-type 小惑星と普通コンドライト Gaffey et al (993)
観測の目的 次期小惑星探査計画では 始原的タイプの小惑星 =C タイプ小惑星での サンプルリターンを目指す 探査対象となりうる Itokawa より始原的な小惑星を探す 小惑星の地上観測 ~Itokawa を例に ~ 小惑星の地上観測 R-band Reduced Magnitude R-band Reduced Magnitude < 測光観測 > ライトカーブ 8.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 2 2 2 2 2Aug.22 2Aug.23 2Aug.24 2Aug.25 24Jan.9 24Jan.2 24Sep.6 24Sep.7 24Sep.8 24Sep.9 24Sep.2..3.5.7.9 Rotational Phase (Epoch=UD245244, corrected to PAB=) Rotational Phase (Nishihara et al. 24) < 分光観測 > スペクトル CCD (Ishiguro et al.23) Grating スリット (Kaasalainen et al. 23) 自転周期や形状 表面の鉱物組成
小惑星のスペクトルを観測する手段 分類法 多色測光観測 (BVRI フィルター ) < 中心波長 > B:429.3nm V:542.9 nm R: 647.3 nm I: 88. nm S, C +α どの望遠鏡にも一般的に装備されている 細かい分類はできない Reflectance.4.2 分光観測 999YB 35 55 75 95 27 種類 (Bus & Binzel 22) 詳細な鉱物吸収の特徴がわかる 明るい天体しか観測できない 研究の手法. 近地球型小惑星の中から 探査機が行きやすい天体を選択する 探査候補天体 2.BVRI 多色測光観測を行い 4 波長での強度比を求める 色指数 3. 過去の分類例と比較して 小惑星タイプを決定する 小惑星タイプ
候補天体リスト ΔVは打ち上げ時期によっても ast No. Object taxo. minδv 999 JU3 Cg 3.238 8936 2 US6 3.663 22 NV6 3.68 99942 Apophis 3.875 22 TC7 3.92 32 989 ML X 3.922 2 YJ 3.99 74428 993 BX3 4.29 999 YR4 4.26 22 RW25 4.365 23 GA 4.472 996 FO3 4.479 2 FJ 4.673 2543 Itokawa Sk 4.722 23 SD22 4.784 24 BE86 4.837 2 WO48 4.862 2 EA4 4.88 466 Nereus Xe 4.894 999 NA5 4.897 (km/sec) 変化する値 打ち上げ時期 + ΔV + 小惑星タイプを考慮して最終的な探査天体を決める 本研究以前に小惑星タイプが分かっていたものは 全体の 7.8% 本研究以前のタイプの内訳 8 9 4 2 29 S C X D V other 天文台と望遠鏡 東京大学木曽観測所.5m シュミット望遠鏡 口径.5m 口径比 F=3. 2kCCD ピクセル数 248 248 CCD size 49 49 mm 視野 5 5 台湾中央大學鹿林前山天文台 Lulin One-meter Telescope 口径. m 口径比 F= 8. PI3b-CCD ピクセル数 248 248 CCD size 49 49 mm 視野
観測の記録 Asteroid Date Observed (observatory) Filter used 336 Orpheus 25//24 (K), 25//28 (L) BVRI 284 Belenus 25//25,26,27 (L) BVRI 6583 Didymos 23/2/,3,4 (K), 24//2 (K) BVRI 85585 Mjolnir 23/9/28,29,3 (K) BVRI 98943 2CC2 23/9/29 (K), 23/2/2 (K) RVI 989UQ 23/926,29,3 (K) BVRI うち 測光夜 夜 366 999XO4 25/8/3 (L), 25/9/ (L) R 999YB 25//25,26,27 (L) BVRI 2QK25 25//25,28 (L) BVRI 2FC7 23/9/26,29,3 (K) BVRI 2US6 24/4/,,2 (K) RVI 22CD 24/4/,,2) (K) RVI 22CE 23/9/26,28 (K) R 22RX2 25/8/29 (K), 25/9/ (L), 25//25,26 (L) BVRI 22UC2 23/2/3,4 (K), 25//26 (L) BVRI 446 23AM3 23/5/4 (U) BVRI うち BVRIで撮像できたもの 23CY8 25/6/3 (K), 25/9/ (L), 25//24 (K) BVRI 23RB 23/9/28,29,3 (K) BVRI 5 23SD22 天体 23/2/,2,3 (K) BVRI 24DK 24/4/ (K) RVI 24EW 25/5/5 (L) BVRI 25ED38 予想等級 25/6/37.5~9 (K) 等 R 25JU8 25/8/29,3 (K) R 25TF 25//28 (L) BVRI 積分時間 3~2 秒 K: Kiso, L: Lulin, H: Hawaii 観測機会合計 2 回 (55 夜 ) 観測できた天体 24 天体 2-color Analysis ~23RB~ Color-color Diagram Color-color diagram.3.3 V-I. B-V B-V. S C X D -. -. V - - -...3 V-R V-R 23RB - - -...3 V-R V-R
Spectral Slope Δmag C-type 989UQ 2FC7 23UC2 24EW Δ mag S-type Belenus 999YB 22RB 22RX2 25TF 35 55 75 95 D-type 22SD22 35 55 75 95 X-type 2QK25 Δmag Mjolnir Δmag Didymos 35 45 55 65 75 85 95 35 55 75 95 結果 Object B-V V-R V-I TYPE note 336 Orpheus 4(.2) 9(.29).95(.8) V V * 284 Belenus 4(.2) 66(.37).788(.7) S 6583 4 Didymos 天体について小惑星タイプを求めた.795(.6) 58(.9) 2(.9) X *4 85585 Mjolnir -.9(.5) (.5).3(.) D 989UQ -.6(.5) -.7(.5).7(.7) C B *2 999YB うち 本研究が初めて分類したもの 3(.) 55(.27) 48(.2) S Sq *3 2QK25 天体.784(.25) 47(.35).794(.62) S 2FC7 (.4) -.(.5) -.7(.) C 22RX2 4(.2) 63(.).768(.6) S 22UC2 -.4(.4).4(.4) -.(.3) C 23RB.9(.5) (.4) 2(.) S 23SD22 Sタイプ (4-2(.5) / 5 個 ).3(.9) Cタイプ (38(.3) / 4 個 ) D 24EW.2(.4).3(.2).(.4) C 25TF.7(.2).545(.28).74(.7) S * : Wisniewski Xタイプ (99) (- 8color / 2 個 ) Dタイプ (2 / 2 個 ) *2 : Binzel et al. (24) - spectrum *3 : Binzel et Val. タイプ (2) -( spectrum / 個 ) *4 : Kitazato (24)
探査機会の増大 始原的小惑星 C タイプ +D タイプ D タイプは C タイプより始原的だと考えられている 探査機会 回 6 回 22 年 ~23 年に Itokawa より行きやすい始原的小惑星 Objects 打ち上げ可能期間 Start End ΔV taxonomy 999 JU3 2//3 3/2/9 4.965 C 999 JU3 2//3 2/3/2 5.6 C 23 SD22 2//3 3//8 5.23 D 2 AE2 3/6/25 4/9/3 5.37 D 23 SD22 2//3 2/2/7 5.57 D 24 EW 3/2/9 3/4/2 6.29 C 24 EW 2/2/4 2/3/27 6.36 C 989 UQ 2/8/4 2//9 6.257 C 999 JU3 3//26 3/2/3 6.337 C 989 UQ 3/3/9 3/3/9 6.67 C 22 AT4 3/4/9 3/5/7 6.728 D 22 AT4 3/2/26 3/3/9 6.862 D 996 FG3 2/5/29 2/9/25 6.884 C 22 AT4 3//29 3/2/5 7.6 D 23 UC2 2//3 2/2/ 7.25 C 998 FG2 3//2 3/2/24 7.277 D まとめ 本研究では 分光より暗い 小惑星の小惑星タイプを決めた暗い天体を考慮しても 探査候補天体におけるCタイプ小惑の割合は ~2% と変わらないことが明らかになった 星 8 2 4 BEFORE 9 29 9 2 6 AFTER 2 33 今後もこの観測手法で年間 天体の観測を続ければ 22 年以降の打ち上げまでに さらに 個程度の C タイプ小惑星を発見できると期待できる
今後の観測 探査機の行きやすい小惑星のスペクトルタイプを決めていく C D タイプとわかっていて探査機の行きやすい小惑星の素性 ( 自転周期等 ) を探る 例 )999JU3( はやぶさ 2 の候補天体 ) 来年の夏から冬 : 8 等級台 はやぶさ 2( 次期はやぶさミッション まだ未確定ですが ) の最有力候補天体 今年度の観測 2543 Itokawa ( はやぶさターゲット ) 今年末 : 9 等 2 23 年度と今年末の観測から自転位相を求める事からYORP 効果 ( 入射出射光の違いから自転周期が変化する効果 ) の定量的な見積もりができると考えられている