[論文レビュー] Have we missed an interstellar comet four years ago?

Piotr A. Dybczyński, Małgorzata Królikowska|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 2018

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ひとこと要約

この論文は、コメット C/2014 W10 PANSTARRS の軌道を再分析し、高い離心率（e ≈ 1.65）の解を得て、恒星間起源を示唆するものであり、従来の円錐曲線または楕円軌道とは対立する。著者らは、この物体が初期の軌道決定が不正確だったため、4年前に恒星間コメットとして見逃された可能性を主張し、その起源を確認するためのアーカイブ検索を要請している。

ABSTRACT

New orbit for C/2014 W10 PANSTARRS is obtained. High original eccentricity of e = 1.65 might suggest an interstellar origin of this comet. The probable reasons for missing this possible important event is discussed and a call for searching potential additional observations in various archives is proposed.

研究の動機と目的

• この論文は、C/2014 W10 PANSTARRS が恒星間起源を有する可能性があるかどうかを調査する。
• スパースな観測に基づく小惑星センター（MPC）の初期軌道解が有する欠陥を特定する。
• 著者らは、公表済みの円錐曲線または楕円軌道よりも、超円錐曲線的で高い離心率の軌道がデータに適合することを示すことを目的としている。
• 本物体の観測を回復するための、系統的な天文アーカイブ検索を要請する。
• 軌道力学と恒星スライドバイの歴史に基づいて、このコメットが真の恒星間訪問者である可能性を評価することを目的としている。

提案手法

• 著者らは、C/2014 W10 PANSTARRS の利用可能な17件の観測データを用いて、新たなオシレーティング軌道決定を実施した。
• 大きな近日点距離のため、非重力的力は無視し、純粋な重力的軌道統合を適用した。
• バーチャルな初期軌道は、オシレーティング軌道を太陽系重心フレームに逆方向に統合することで再構築された。
• コメットの過去の動的進化は、120万年間にわたり、近隣の星による摂動を含めてシミュレーションされた。
• Gaia DR2およびSIMBADデータベースから得た恒星の重力的接近の可能性を評価し、太陽系へのコメットの誘導を引き起こした可能性を検討した。
• 複数の軌道解（A0、A2、D2）を比較し、残差と不確実性を評価することで、最良の適合軌道を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 C/2014 W10 PANSTARRS の高い離心率は、太陽系起源ではなく、恒星間起源を示唆するものだろうか？
• RQ2 C/2014 W10 PANSTARRS の初期軌道解がなぜこれほど不正確だったのか。その結果、ハリー型コメットとして誤分類された。
• RQ3 このコメットが太陽系外から来歴した確率は、その軌道歴に基づいてどの程度高いだろうか？
• RQ4 過去の恒星スライドバイが、コメットの軌道を太陽系内に導くために顕著に摂動を引き起こした可能性は？
• RQ5 このコメットの超円錐曲線的軌道と恒星間性質を確認するための、アーカイブデータに欠落している観測は存在するだろうか？

主な発見

• C/2014 W10 PANSTARRS の最良適合オシレーティング軌道の離心率は 1.653 ± 0.409 であり、超円錐曲線的で、おそらく恒星間の軌道であることを示唆する。
• この解の近日点通過日は 2013年5月16.2 ± 42日 であり、2014年の発見より前に太陽に近づいていたことを示す。
• 初期の太陽系重心軌道は、太陽の運動方向に対してほぼ垂直に太陽系に接近したことを示し、1894年に太陽からの距離が250 auであった。
• 過去120万年間に、このコメットの名目的軌道に近い星が1 pc以内に通過した記録はなく、現在の軌道の原因としての顕著な恒星摂動は否定された。
• 0.75 Myrの過去の運動では弱い摂動が観測され、最も近い接近は 0.4 Myr 前に GJ 279（HD 60532）で 0.75 pc であった。
• 本研究は、C/2014 W10 PANSTARRS が太陽系外から来歴した可能性が高く、初期の軌道決定が不正確だったため見逃された可能性を結論づけている。