[論文レビュー] Palomar Optical Spectrum of Hyperbolic Near-Earth Object A/2017 U1

J. Masiero|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 2017

Astro and Planetary Science被引用数 18

ひとこと要約

本研究では、パラマル・オブザーバトリーで使用されたデュアルスピンゴラス・スペクトログラフ（DBSP）を用いて、小惑星的外縁天体A/2017 U1（アルファコルパス）の最初の光学スペクトルが取得された。低SN比であっても、データは520–950 nmの波長範囲に顕著な吸収バーニングがないこと、および1マイクロメートルあたり$3.0 \pm 1.5$の正規化反射率単位の非常に赤い表面を示しており、海王星外天体と一致する。これは、太陽系外縁部またはそれ以上の領域から来ている可能性の高い原始的で氷を含む表面組成を示唆する。

ABSTRACT

We present optical spectroscopy of the recently discovered hyperbolic near-Earth object A/2017 U1, taken on 25 Oct 2017 at Palomar Observatory. Although our data are at a very low signal-to-noise, they indicate a very red surface at optical wavelengths without significant absorption features.

研究の動機と目的

• 2017年10月に発見された、おそらく太陽系外縁の異星体とされる超楕円軌道近地小惑星A/2017 U1の最初の光学スレクトルを取得すること。
• 低輝度および劣悪な観測条件の下でも、反射率分光法を用いてA/2017 U1の表面組成を特徴づけること。
• 通常の小惑星的またはコメット的物質を示すスペクトル特徴があるか、それとも逆に異星起源を示す兆候があるかを特定すること。
• 低SN比データが、明るさが低く、速く移動する太陽系天体の意味のあるスペクトル的性質を信頼性を持って導けるかを評価すること。

提案手法

• 2017年10月25日、パラマル・オブザーバトリーの5メートル・ヘイル望遠鏡で、デュアルスピンゴラス・スペクトログラフ（DBSP）を用いて光学分光測定が実施された。
• 1.5秒秒のスリットをパララックス角に合わせ、大気による屈折差を最小限に抑えるために、10枚の300秒露光を合成した。
• バイアス、フラットフィールド、波長校正には、青帯と赤帯それぞれでヘリウム・水銀およびヘリウム・ネオン・アルゴンの線源を用いた。
• 大気減光補正には、局所標準星（BD+03 27）を用い、スペクトル型の影響を補正するため太陽類縁星（HD 1368）を用いてスペクトルを正規化した。
• 各露光からスカイ背景を、スペクトルトレースの上下10–30ピクセルの領域を中央値合成して測定し、差し引いた。
• スペクトル反射率は、物体スペクトルを局所標準星で割った後、線形フィッティングにより太陽類縁星のトレンドを補正して算出した。解析は、システムティクスおよび水蒸気吸収の影響を避けるために520–950 nmに制限した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 A/2017 U1の表面反射スペクトルは光学域でどのような特徴を示し、顕著な吸収バーニングがあるか？
• RQ2 A/2017 U1の表面はどれほど赤く、そのスペクトル勾配は太陽系天体の既知の分類群に含まれるか？
• RQ3 低SN比、劣悪な大気条件、および明るさが低く速く移動する天体の観測条件下でも、信頼性のあるスペクトル情報を抽出できるか？
• RQ4 A/2017 U1の推定色は、既知の海王星外天体や小惑星帯小惑星と比較してどう異なるか？

主な発見

• 低SN比の条件下でも、A/2017 U1の反射スペクトルは520–950 nm範囲に顕著な吸収バーニングを示さない。
• スペクトル勾配は$3.0 \pm 1.5$の正規化反射率単位/マイクロメートルと測定され、非常に赤い表面であり、海王星外天体に見られるRRクラスと一致する。
• 色指数$g-r=0.2\pm0.4$、$r-i=0.3\pm0.3$、$r-z=0.4\pm0.4$は、主小惑星帯小惑星の大部分よりも赤く、Col-OSSOS調査で得られたコペルトベルト天体と一致する。
• スペクトル勾配はゼロから2σのずれであるが、S型やC型小惑星と比べて赤さが顕著に強く、原始的で氷を含む表面組成を示唆する。
• データは、A/2017 U1が暗く赤く、スペクトル的特徴のない天体であることを示しており、これは海王星外天体に類似しており、その異星起源を支持する。
• 低SN比にもかかわらず、スペクトル全体にわたるフラックス/誤差のヒストグラムに明確なSN上昇トレンドが観測され、信号検出の信頼性が裏付けられている。