オルクス (小惑星)

オルクスまたはオーカスは、エッジワース・カイパーベルトの中を公転する太陽系外縁天体である。約910 kmの直径を持ち、準惑星に分類される可能性がある天体の一つであるBrown2018}}。ヴァンスという大型の衛星を持っている。オルクスの表面は比較的明るく、そのアルベドは約23%に達しており、表面の色は灰青色で水の氷が豊富に存在しているとされている。氷は主に結晶形で存在しており、これは過去の氷火山活動に関連している可能性がある。また、メタンやアンモニアなどの他の化合物も表面に存在する可能性がある。オルクスは2004年2月17日にアメリカの天文学者であるマイケル・ブラウン、チャドウィック・トルヒージョ、デイヴィッド・ラビノウィッツによって発見されたjpldata。

オルクスは海王星と2:3の軌道共鳴を起こしている太陽系外縁天体が分離される冥王星族に属しており、これはオルクスが軌道を2周公転している間に海王星は軌道を3周公転していることを意味しているBuie}}。この特性は冥王星にも共通しているが、オルクスの軌道は冥王星のものとは位相が逆になっており、冥王星が近日点にあるとき、オルクスは遠日点にあることになるMPC2004-D15}}。さらに、軌道離心率と軌道傾斜角は似ているが、オルクスの遠日点は冥王星とはほぼ反対の方向にある。これらの類似点、そして冥王星を公転する大きな衛星カロンを想起させる大型の衛星ヴァンスの対比により、オルクスは「アンチ・プルート」とも称されているMBP}}。

1. 歴史
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1.1. 発見
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オルクスは2004年2月17日にアメリカの天文学者であるカリフォルニア工科大学のマイケル・ブラウン、ジェミニ天文台のチャドウィック・トルヒージョ、イェール大学のデイヴィッド・ラビノウィッツによって発見されたjpldata。後に、1951年11月8日にパロマー天文台で撮影された画像にオルクスが映っていたことがデジタイズド・スカイ・サーベイにより判明しているMPC}}。

1.2. 名称
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オルクスという名称は、エトルリア神話とローマ神話に登場する冥界の死神であるオルクスに因んで名づけられた。冥王星の英語名「Pluto」の由来になったプルートーは冥界の支配者であるが、オルクスは冥界で有罪判決を受けた罪人である。この名称は2004年11月26日に小惑星センターによって発行された小惑星回報にて公式に承認され掲載された。国際天文学連合が定めている天体の命名規則では、冥王星と同じ規模を持つ天体はプルートーが支配する冥界の神々の名に因んで命名されることが規定されている。したがって発見者らは、エトルリア神話において冥界で誓約を破った罪人である死神オルクスの名を与えることを提案していた。この名称は発見者の一人であるマイケル・ブラウンは、彼の妻が子供のころに過ごし、頻繁に訪れていたというオルクスと発音が同じオーカス島にも因むという私的な言及もしている。

オルクスの衛星ヴァンスはエトルリア神話における冥界に居る、翼を持つ女性の悪魔の名に因んで2005年3月30日に命名された。ヴァンスは死の瞬間に現れうるとされ、死者を冥界へ案内するために頻繁に行動するとされている。

2. 物理的特性
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2.1. 大きさと明るさ
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オルクスの絶対等級は約2.3等級であるFornasier2013}}。スピッツァー宇宙望遠鏡の遠赤外線での観測、およびハーシェル宇宙望遠鏡のサブミリ波帯での観測によるオルクスの探知では、直径は958.4 km、不確実性は22.9 kmと推定されたFornasier2013}}。オルクスのアルベドは約21～25%でFornasier2013}}、これは1,000 kmに近い直径を持つ太陽系外縁天体の典型的な値である。明るさと大きさの推定は、オルクスが特異な天体であるという仮定の下で行われた。比較的大型な衛星ヴァンスの存在はこれらの特性をかなり左右するかもしれない。ヴァンスの絶対等級は4.88等級と推定されており、これはオルクスより約11倍暗いBrown2010}}。2016年に行われたアタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計によるサブミリ波測定ではヴァンスの直径は475 kmと比較的大きく、アルベドは約8%で、オルクスの直径は以前の推定よりわずかに小さい910 kmと測定されたBrown2018}}。2017年に起きたヴァンスによる恒星の掩蔽観測で、ヴァンスの直径は442.5 km、不確実性は10.2 kmであると求められたSickafoose2018}}。マイケル・ブラウンはウェブサイトで、オルクスは「ほぼ確実」に準惑星になる天体としてリストに載せているBrown-dplist}}。G. Tancrediはオルクスを準惑星として位置付けており、2006年にまとめられた国際天文学連合の草案に沿って準惑星とみなされるのに十分大きいと結論付けているが、現時点で国際天文学連合はオルクスを公式に準惑星とは認定していない。

2.2. 質量と密度
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オルクスとヴァンスを足し合わせた質量は20}} kgでGrundy2019}}、これは土星の衛星であるテティスの質量とほぼ同等である。現在、準惑星に分類されている天体の中で最も質量が大きなエリスと比較すると、オルクス系の質量はエリスの3.8%に相当するBrown2010}}。オルクスとヴァンスそれぞれがこの質量のどれだけの割合を占めているかは、双方の相対密度に依存する。オルクスの密度は約1.53 g/cm3だが、ヴァンスの密度は不確かで、推定値は0.8～1.53 g/cm3の範囲になっているFornasier2013。

2.3. スペクトルと表面
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2004年に行われたオルクスの最初の分光観測では、オルクスの可視光スペクトルが平坦で、特徴がないことが示されたが、近赤外線では波長1.5～2.0 μmの範囲に中程度に強い水の吸収帯がみられたFornasier2004}}。オルクスの中間的な可視光スペクトルと強い水の吸収帯は、オルクスが他の太陽系外縁天体とは異なっているようであることを示しているFornasier2004}}。同じく2004年に行われたヨーロッパ南天天文台とジェミニ天文台が行った更なる赤外線観測の結果、オルクスの表面に水の氷とソリンのような炭素化合物の混合物が存在するという結果がもたらされたdeBergh2005}}。水の氷とメタンの氷は、それぞれオルクスの表面では全体の50%と30%までしか覆うことができないとされているTrujillo2005}}。表面の氷の割合は冥王星の衛星であるカロンよりも小さく、これはカロンよりも海王星の衛星トリトンに組成が類似していることを意味しているTrujillo2005}}。

2008年から2010年の後半にかけて行われた、より高いSN比を備えた新たな赤外線分光観測により、オルクスのスペクトルについて更なる特性が明らかになった。この分光観測で得られたオルクスのスペクトルには、波長1.65 μmの部分に表面に水の氷の結晶が存在している証拠である深い水の氷の吸収帯がみられ、また、波長2.22 μmの部分にも新たな吸収帯がみられた。後者の波長の吸収帯の起源については完全には分かっていないが、この吸収帯は水の氷に溶けているアンモニアかアンモニウム、またはメタンかエタンの氷によって発生しうるBarucci2008}}。放射輸送方程式モデリングでは、水の氷、ソリン、エタンの氷、およびアンモニウムイオンの混合物がオルクスのスペクトルの特性に最もよく一致するのに対し、水の氷、ソリン、メタンの氷、そしてアンモニアのハイドレートの混合物だとすると、それよりわずかに一致性が劣る結果が示された。一方、アンモニア水和物、ソリンおよび水の氷のみの混合物では、納得のいく一致性は得られなかったDelsanti2010}}。したがってその研究結果が報告された2010年の時点では、オルクスの表面において存在が確実に識別された化合物は、水の氷とおそらく暗いソリンから成る混合物のみであるDelsanti2010}}。

オルクスは、質量の大きさが、太陽系外縁天体がメタンなどの揮発性物質を地表に十分保持できる閾値に位置するとされているDelsanti2010}}。オルクスの反射スペクトルは、ハウメア族とは無関係な太陽系外縁天体の中では最も深い水の氷の吸収帯を示しているBrown2010}}。一方でオルクスの赤外線スペクトルは、天王星の大型氷衛星に非常によく似ているBrown2010}}。他の太陽系外縁天体の中では、冥王星族に属している大型の太陽系外縁天体2003 AZと冥王星の衛星カロンがオルクスと類似した表面スペクトルを持っておりBarucci2008}}、平坦で特徴のない可視スペクトルと中程度に強い水の氷の吸収帯が見られる近赤外線スペクトルを持つDelsanti2010}}。

2.4. 氷火山活動
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太陽系外縁天体の表面にある水の氷の結晶は、約1000万年で銀河からの放射と太陽放射によって完全にアモルファス化するとされているBarucci2008}}。よって、オルクスの表面に水の氷の結晶、そしておそらくアンモニアの氷が存在しているであろうことから、オルクスで表面を更新するメカニズムが過去に活発であった可能性があることが示されているBarucci2008}}。これまでのところ、他の太陽系外縁天体やミランダを除く巨大惑星の氷衛星からはアンモニアは検出されていないBarucci2008}}。オルクスの1.65 μm波長帯は、カロンやクワオアー、ハウメア、巨大惑星を公転する氷衛星と同様に「広くて深い」ものとなっているBarucci2008}}。一部の計算では、表面を更新しうるメカニズムの1つとして考えられている氷火山活動が、直径が1,000 kmを超える太陽系外縁天体で実際に発生しうる可能性が示されているDelsanti2010}}。オルクスは、過去にそのような活動を少なくとも1回経験した可能性があり、その結果、表面のアモルファス化していた水の氷が結晶質に変化したかもしれない。このような場合に好ましい火山活動のタイプは、水とアンモニアの溶融物からのメタンの溶解によって引き起こされる爆発的な水性火山活動であったかもしれないDelsanti2010}}。放射性崩壊による内部加熱のモデルでは、オルクスが内部に液体の水から成る内部海洋を維持できる可能性が示唆されている。

3. 軌道と自転
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オルクスは海王星と2：3の軌道共鳴状態にあり、公転周期は約245年でjpldata、 冥王星族に分類されるjpldata。軌道面は、黄道面に対して約20.6度傾いているjpldata}}。オルクスの軌道は冥王星の軌道に似ているが、近日点と遠日点の方向は大きく異なる。オルクスの軌道の一部は海王星の軌道に近づいているが、2つの天体間の共鳴により、オルクス自体は常に海王星から遠く離れた位置にある。オルクスは14,000年以上に渡って、海王星から18 au以上離れた領域に留まっていると考えられているMPC2004-D15}}。海王星との相互共鳴によってオルクスと冥王星の軌道上における近日点と遠日点の位相が反対向きで、互いの軌道が対称的になるように制約されているが、それ以外のそれぞれの軌道要素は非常に似ているため、オルクスは、度々「アンチ・プルート）