見慣れた小惑星の謎が、さらに複雑になった

木星のトロヤ群小惑星は長らく、太陽系初期を知るための貴重な手がかりとされてきたが、新しい研究は、この集団の小さな個体は天文学者が予想していたようには振る舞わない可能性を示している。Universe Today によれば、日本の研究者たちは小型のトロヤ群小惑星を調べ、より大きな天体で見られるような明確な色の分かれ方が存在しないことを見いだした。長年の疑問を解くどころか、結果は新たな疑問を生んだようだ。

以前からある謎は、その輪郭自体は単純だ。より大きなトロヤ群小惑星の間では、天文学者は「赤い」ものと「それほど赤くない」ものという2つの大まかな色のグループを識別してきた。これらのラベルは見た目だけのものではない。異なる小惑星のタイプ、ひいては異なる表面組成や歴史と結びついている。赤いトロヤ群小惑星は通常 D 型小惑星と関連づけられ、原文では非常に暗く、複雑な有機分子に富むと説明されている。それほど赤くないトロヤ群小惑星は P 型または C 型である可能性が高いが、原文では、P 型は C 型よりも D 型に共通点が多いかもしれないものの、スペクトル傾斜が明らかに赤くない点が異なると述べられている。

トロヤ群小惑星はしばしば太陽系形成初期のタイムカプセルとして扱われるため、この色の区分は重要だ。大きな小惑星が異なるスペクトル群にきれいに分かれるなら、それは起源、組成、あるいは環境による加工の違いを示唆する可能性がある。同じ集団の小さな個体も、そのパターンの何らかの形を保っているだろうと考えるかもしれない。今回の研究は、そうではないことを示している。

研究者が行ったこと

小型のトロヤ群小惑星を研究するのは技術的に難しい。Universe Today は、大きな課題のひとつが自転だと指摘する。小さな小惑星は回転が速い傾向があり、天文学者は正確なスペクトル特性を作るために異なる波長で撮影した画像を必要とする。露光の間に小惑星が回りすぎると、データは天体の異なる側面を実質的にサンプリングしてしまい、最終結果をゆがめる可能性がある。

この問題に対処するため、研究者たちはハワイの 8.2 メートル Subaru 望遠鏡に搭載された Suprime-Cam の最終運用を利用した。原文によれば、Suprime-Cam にはこの研究に特に重要な利点があった。後継機 Hyper Suprime-Cam よりもフィルター切り替えが速かったのだ。その短い切り替え時間により、観測間の小惑星の回転量が減り、速く回る小さな天体からよりきれいな色測定を得られる可能性が高まった。

チームは120個の小型トロヤ群小惑星を特定し、そこから直径がおよそ3キロメートルから16キロメートルほどの44個の偏りのないサンプルに絞り込んだ。このサイズ範囲は重要だ。なぜなら、これまで赤いかそれほど赤くないかという議論を形作ってきたより大きな天体よりも、特性把握が難しいトロヤ群小惑星の一領域に研究を踏み込ませるからだ。