[論文レビュー] Spatial separation effect of asteroids with different albedos

A. M. Kazantsev|ArXiv.org|Jun 17, 2008

Astro and Planetary Science被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、1996年から2006年までの1,694個のIRASリスト登録小惑星の数値軌道積分を用いて、反照率の違いに基づく小惑星の空間的分離を調査している。低反照率小惑星は高反照率小惑星よりも時間とともに半長径がより大きく増加しており、約100Myあたり1AUの分離速度を示す非重力的効果の存在を示唆している。Floraのような家族分布解析によって裏付けられている。

ABSTRACT

Numerical calculations of orbit evolutions of 1694 numbered asteroids included in the IRAS catalogue, from 13.11.1996 to 06.03.2006 were carried out. The values da - differences between the catalogue semimajor axes at 06.03.2006 and the calculated ones were computed. The average dependence da on albido p shows decrease of da at increase of p, and it is significant. In other words, semimajor axes of low-albedo asteroids are, on average, increasing as compared with high-albedo ones. Speed of such possible spatial separation for very dim and very bright asteroids of from 10 to 50km in order of magnitude is about 1 AU per 100 My. To explain this fact it may suppose an existence possibility of a non-gravitational effect. Such supposition is confirmed by distributions p(a) for asteroid families, above all, Flora family. An analysis of errors and residuals in the used asteroid catalogues is evidence of such supposition.

研究の動機と目的

• 反照率の異なる小惑星間の長期的軌道進化の違いを調査すること。
• 観測された半長径のずれが反照率と相関しているかどうかを検証し、非重力的力の存在を示唆すること。
• 軌道データの残差と誤差を分析することで、小惑星カタログの信頼性を評価すること。
• 熱的力（非重力的効果）が小惑星の軌道分布に果たす役割を評価すること。
• 特にFloraを含む小惑星家族におけるp(a)分布を検討し、このような効果の存在を裏付けること。

提案手法

• 1996年11月13日から2006年3月6日までの1,694個の番号付き小惑星の軌道要素の数値積分。
• 最終エポックにおけるカタログ値と計算値の半長径差（da）を算出し、ずれを検出すること。
• daが反照率（p）に与える依存性を分析し、pの増加に伴い系統的な傾向が見られることを明らかにした。
• 観測されたdaの傾向を予想される重力的ダイナミクスと比較し、非重力的寄与を分離すること。
• 特にFloraを含む小惑星家族における反照率分布（p(a)）を検討し、非重力的効果の存在を検証すること。
• IRASおよび他の小惑星カタログにおける誤差と残差の統計的評価を行い、データの信頼性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 小惑星の半長径は、時間とともに反照率が低下するにつれて系統的に増加するか？
• RQ2 カタログ値と計算値の半長径のずれが、反照率とどの程度相関しているか？
• RQ3 非重力的力が、低反照率と高反照率小惑星間の観測された軌道ずれを説明できるか？
• RQ4 Floraのような小惑星家族におけるp(a)分布は、このような効果の存在を支持するか、反証するか？
• RQ5 小惑星カタログにおける観測された残差と誤差は、非重力的摂動の存在と整合的か？

主な発見

• 低反照率小惑星は高反照率小惑星よりも半長径の増加が顕著であり、反照率が高くなるにつれてdaが減少する傾向を示している。
• 非常に暗い（10–50 kmサイズ）と非常に明るい小惑星間の空間的分離速度は、約100Myあたり1AUである。
• daと反照率の間の傾向は統計的に有意であり、純粋な重力的ダイナミクスとは整合しない。
• Flora小惑星家族の解析から得られたp(a)分布は、非重力的効果の存在を支持している。
• 小惑星カタログにおける残差と誤差は、小惑星に非重力的力が作用していることと整合的である。
• 結果から、熱的力（ヤルコフスキー効果）が観測された軌道ずれの原因である可能性が示唆されるが、本研究では明示的にモデル化されていない。