[論文レビュー] Kruger 60 as a home system for 2I/Borisov -- a case study

Piotr A. Dybczyński, Małgorzata Królikowska+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 24, 2019

Embedded Systems Design Techniques参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、過去の軌道を追跡し、周囲の星々との接近事例を評価することで、クルーガー60が衝入惑星2I/Borisovの母星系である可能性を検討した。精密化された軌道要素と径方向速度の不確実性解析を用いて、著者らは新たに決定されたクルーガー60のシステム径方向速度（-34.07 km s⁻¹）が、当初の低速度・近接接近の兆候と矛盾するため、この星系が起源であるという仮説を排除した。

ABSTRACT

For the second discovered interstellar comet 2I/Borisov we searched for a candidate for its home system. We will never be sure which star or stellar system does this comet come from but obtaining a very small relative velocity and a promisingly small miss-distance, when tracing the motion of 2I/Borisov back in time in its movement through the space, makes an encountered body a good candidate for a source of this comet. In our long-standing project on studying Oort spike comets dynamics, we recently updated a list of potential stellar perturbers of cometary motion. This list was checked against a past, close and slow encounter with 2I/Borisov. Only one object from among 647 stars or stellar systems in our list, a double star Kruger 60, appeared as a potential candidate for the origin of this comet. However, a detailed analysis of this system's radial velocity uncertainty influence on our result showed, that the probability that Kruger 60 is a home system of 2I/Borisov is small. Finally, the usage of a new, unpublished systemic radial velocity of Kruger 60 system practically ruled out this possibility.

研究の動機と目的

• 過去の周囲の星々との接近事例を分析することで、2I/Borisovの起源となった星系を同定すること。
• 軌道力学と接近パラメータに基づいて、クルーガー60が母星系として妥当かどうかを評価すること。
• クルーガー60の径方向速度の不確実性が、2I/Borisovとの接近幾何に与える影響を定量化すること。
• アストロメトリックおよび運動論的不確実性が、彗星の起源に関する結論に与える影響を評価すること。
• 更新されたクルーガー60のシステム径方向速度が、2I/Borisovの出所としての役割を支持するか、それとも排除するかを特定すること。

提案手法

• 2018年12月から2019年11月にかけての1711回の位置観測に基づいて得られた更新された軌道要素を用いて、2I/Borisovの過去の軌道を追跡した。
• クルーガー60システムの5,000個のクローンを生成し、-35から35 km s⁻¹の範囲で一様分布からランダムに抽出されたシステム径方向速度を用いて不確実性の影響を評価した。
• Gaia DR2のアストロメトリ（位置、自己運動、パラレル）と径方向速度のシミュレーションを組み合わせ、接近パラメータをモデル化した。
• シミュレートされた接近距離と相対速度を、観測された低速度・近接接近の特徴と比較し、妥当性を評価した。
• PEXOパッケージから得られた未公表のクルーガー60の新しいシステム径方向速度（-34.07 km s⁻¹、±0.5 km s⁻¹）を用いて、接近仮説を再評価した。
• 14万年前に発生したGJ 234 AB（ロス614）系との接近に伴う、未解決の運動論的不確実性の影響を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 過去の近接接近の力学的特性に基づいて、クルーガー60が2I/Borisovの母星系として妥当であるか？
• RQ2 クルーガー60の径方向速度の不確実性が、2I/Borisovとの推定接近パラメータに与える影響はいかほどか？
• RQ3 新たに決定されたクルーガー60のシステム径方向速度は、2I/Borisovの出所としての役割を支持するか、それとも排除するか？
• RQ4 クルーガー60のアストロメトリック誤差が、接近パラメータ推定値の不確実性を支配的にする程度はどの程度か？
• RQ5 GJ 234 ABなどの他の近接星系が、2I/Borisovのより妥当な出所である可能性はあるか？

主な発見

• 当初、クルーガー60が2I/Borisovの母星系であるという仮説は、過去の接近時に低相対速度と比較的小さな通過距離という兆候に基づいていた。
• クルーガー60の径方向速度の不確実性は、接近幾何に顕著な影響を及ぼし、わずかに緑色の径方向速度範囲（-20〜15 km s⁻¹）でのみ妥当な起源と整合する。
• 新たに得られた未公表のクルーガー60のシステム径方向速度（-34.07 km s⁻¹）は、シミュレーションにおけるイエローカラー範囲内に位置し、これは過去の接近が存在しないことを示唆するため、クルーガー60が起源であるという仮説を排除する。
• 径方向速度の誤差がゼロであっても、クルーガー60のアストロメトリック不確実性は、接近パラメータ推定値における主要因のまま残る。
• 14万年前に発生したGJ 234 AB（ロス614）との接近は、起源仮説に追加の poorly constrained 不確実性をもたらしている。
• 1711回の観測に基づく2I/Borisovの更新された軌道は、クルーガー60との低速度接近を確認しているが、径方向速度の制約により、起源仮説の改善にはつながらない。