惑星系研究会＠定山渓渓流層
２０１３．０８．０７－０９

スペクトル型から見た木星小衛星とヒルダ・トロヤ群との関係
高遠徳尚（国立天文台ハワイ観測所）

木星の衛星Inner small satellites: 4Galilean satellites : 4
Irregular satellites- prograde : 7- retrograde: 52

Ｓｈｅｐｐａｒｄ

Himalia pictured by Galileo

不規則衛星の情報は未だ地上観測からのみ

周木星円盤との位置関係

Canup & Ward

ヒルダ群、トロヤ群
HildasTrojans
黄道面から見た図Hilda３：２

不規則衛星の軌道要素

Carme (16)Ananke (10)Himalia (5)SinopePasiphaeCumulative size-frequency distributionof each satellite groupb~3b~0.5
Hilda は破壊のされ方が違う？

Yoshida ACM2012

木星不規則衛星の可視スペクトル

C/P
D

Takato/Subaru 2012

不規則衛星の軌道要素
Carme (16) D

Ananke (10)C/P

Himalia (5)C

Sinope D
PasiphaeC/Pトロヤ群天体の反射スペクトル (Emery & Brown 2003)

殆どすべてD、P型

L4のＦａｍｉｌｙはＣ，Ｐ型が多い

Fornasier et al. 2007

トロヤ群とのスロープの比較
Family member

Background

Total

Roig et al. 2008

トロヤ群：サイズと赤さ（optical slope)の関係(Fornasier et al. 2004)軌道傾斜角が小さいと大きなサイズの天体が少ない

Roig et al. 2008

Centaurs
ClassicalTNOs

SDOs

Fornasier+2009

Resonant TNOs

JupiterCD太陽系内小天体の表面物質
Organics?
水和物

H20 ice

水なし？？

DC

CH4S

CO
NH3？

N2Silicate
２M

３５J

９S

２０U

３０N

N2NH3？
C2H6?
CH3OH？
[AU]５０TNO（NOT to scale）

C,D型小惑星（トロヤ群・ヒルダ群）≒ TNO, Oort 彗星（の一部）≒ 木星の不規則衛星≒ ガリレオ衛星の構成物質
見かけの違いは、その後に置かれた環境の違い？
出生地を現在の反射スペクトルから同定できるか？

ヒルダ群・トロヤ群のＣ/P とＤの割合

Grav+ 2012

各グループの母天体直径
D
Ｃａｒｍｅ ＞ 46 km
Sinope: ＞ 38 km

C/P
Ananke ＞ 28 km
Pasiphae ＞ 60 km
Himalia ＞ 178 km

Ｈｉｍａｌｉａグループはヒルダ群orトロヤ群起源として矛盾は無いか？
（１） 1つの母天体が捕獲後分裂したと想定した場合＊母天体の直径は１７８km 以上で、現在の割合ではヒルダ群のＣは１００％、トロヤ群では５０％なので、Ｃが捕獲されたとしても矛盾は無い。
＊しかし、なぜもっと小さな天体が捕獲され残っていないのか？
=> ガス抵抗で落ちた？
（２） 5天体が別々に捕獲されたと想定した場合。
＊各天体の直径は大きい順に 175, 86, 36, 20 km (スペクトルがわかっている4天体）。
＊全部ヒルダ群から捕獲されたとすると、4つがすべてC/P である確率は～1*0.9*0.5*0.3 = 0.2 (もっとも確からしいのは4天体中2.7天体がC/P）＊全部トロヤ群から捕獲されたとすると、４つがすべてC/Pである確率は～0.5*0.3*0.1*0.1 = 0.002(もっとも確からしいのは4天体中１天体がC/P）Carme, Sinope, Ananke, Phasiphae ： 4母天体中2天体がC/P型
すべてヒルダ群と同じ起源と考えて矛盾は無いか？
=> 4天体中2天体がC/Pであるのが期待値( 0.7 + 0.5 + 0.5 + 0.3 = 2 )すべてトロヤ群と同じ起源と考えて矛盾は無いか？
=> 4天体中0.6天体がC/Pであるのが期待値( 0.2+ 0.15 + 0.15 + 0.1 = 0.6 )確率的にはヒルダ群と同一起源と考える方が、スペクトルタイプ比と整合的
ただし、それぞれが違う起源であることは否定しない。

Inner small satellites の起源

Metis

Adrastea

Amalthea

Thebe水質変性鉱物（だと思う）

Thebe
D
AmaltheaPC

Callisto(Takato et al. 2004)

Callisto

隕石との比較
Tagish Lake

Murchison(CM2)

Ivuna (CI)Dタイプ小惑星のアナログ隕石（？）
Tagish Lake

www.meteoritemarket.com

Organic material ? ではないと思うが・・・(Takato et al. 2004)

Ｄタイプ小惑星のモデルフィット•水質変性鉱物•氷•有機物(Emery & Brown 2004)が存在する証拠は無い

ソーラー電力セイルによる外惑星領域探査計画

森 他２０１３

以下、予備トロヤ群天体の反射スペクトルと他天体の比較（３μｍ帯）(Emery & Brown 2003)

(Hiroi et al. 2001)

Himalia のスペクトル？

C/2002CE10• LINEARによって「小惑星」として発見• 軌道傾斜角 i=１４５．５°（逆行）• 離心率 e=０．７９• ｑ＝２．０５AU、Q=17.6AU• Halley タイプ• Oort雲起源（？）

C/2002 CE10
(Aug. 22, 2003、ｒ＝２．１AU)

⇒ 彗星核 or D-type 小惑星(Takato et al. )サイズと赤さとの関係（他天体との比較）
centaur

Trojan Dcomet

Trojan P(Fornasier et al. 2004)

なぜ３μｍの吸収（氷、水質変性物、 有機物）が見えないのか？
• 水質変性が起こるほど高温にならなかった？
• 表面の氷は昇華、スパッタリング(by UV,CR,MM)された？
• カーボン系の微粒子で覆われている？
• 有機物の量はそれほど多くない？
• 宇宙風化？
• etc.
中身は氷＋シリケート＋有機物が詰まっている？

加熱 or 宇宙風化？

(Hiroi et al. 2003)

UV光,宇宙線照射？

(Moroz et al. 2004)

Ｃ，Ｐ，Ｄの関係:有機物の宇宙風化？
• ＣＰD?

• ＣＰD?

• 組成の違いで風化度とは無関係？

表面に氷は検出されていない
Binary高アルベド(p=0.13)

Yang & Jewitt 2007

Fine-grain silicate

Emery et al. 2006

彗星コマのスペトルに類似

CO < 60um< 125um

Emery et al. 2006

Jewitt / Scietific America

波長０．７μｍの吸収の有無(Valis et al. 2006)

なぜD型には３μｍの吸収（氷、水質変性物、有機物）が見えないのか？
• 水質変性が起こるほど高温にならなかった？
• 表面の氷は昇華、スパッタリング(by UV,CR,MM)された？
• カーボン系の微粒子で覆われている？
• 有機物の量はそれほど多くない？
• 宇宙風化？
（何かをぶつけるだけでも良い）• etc.

ぜひとも、表面を掘り起こして！

中身は氷＋シリケート＋有機物が詰まっている？

まとめ• D型とくにトロヤ群へ• 枯渇彗星も• ３μｍ帯分光器＋カメラ （水）• ３－１０μｍ帯分光器＋カメラ （有機物）• 表面を掘り起こして！
• まわりの環境調査も（eg. Dust flux)