[論文レビュー] TNOs are Cool: A Survey of the Transneptunian Region: A Herschel-PACSview of 16 Centaurs

R. Duffárd, N. Pinilla Alonso+14 more|arXiv (Cornell University)|Sep 4, 2013

Astro and Planetary Science被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、16個のセントーラーをハーシェル-PACSおよびスパイitzer-MIPSの光度測定を用いて放射計測的分析を行い、そのサイズ、アリド、熱的性質を特定した。軌道パラメータとアルベドまたは直径の相関は認められなかったが、赤色セントーラーは平均で65 kmと小さく、平均アルベド8.5%とやや明るい一方、グレー物体はより広いサイズ範囲を示し、平均で暗い（平均アルベド5.6%）ことが判明した。

ABSTRACT

Centaurs are the transitional population between trans-Neptunian objects (TNOs) and Jupiter-family comets. For this reason it is possible to access the smaller ones, which is more difficult to do with the TNO population. The goal of this work is to characterize a set of 16 Centaurs in terms of their size, albedo, and thermal properties. We study the correlations, for a more extended sample obtained from the literature, of diameter, albedo, orbital parameters, and spectral slopes. We performed three-band photometric observations using Herschel-PACS and used a consistent method for the data reduction and aperture photometry of this sample to obtain monochromatic flux densities at 70, 100, and 160 $\mu$m. Additionally, we used Spitzer-MIPS flux densities at 24 and 70 $\mu$m when available. We also included in our Centaur sample scattered disk objects (SDOs), a dynamical family of TNOS, using results previously published by our team, and some Centaurs observed only with the Spitzer/MIPS instrument. We have determined new radiometric sizes and albedos of 16 Centaurs. The first conclusion is that the albedos of Centaur objects are not correlated with their orbital parameters. Similarly, there is no correlation between diameter and orbital parameters. Most of the objects in our sample are dark (pv < 7%) and most of them are small (D < 120km). However, there is no correlation between albedo and diameter, in particular for the group of the small objects as albedo values are homogeneously distributed between 4 to 16%. The correlation with the color of the objects showed that red objects are all small (mean diameter 65 km), while the gray ones span a wide range of sizes (mean diameter 120 km). Moreover, the gray objects tend to be darker, with a mean albedo of 5.6%, compared with a mean of 8.5% (ranging from 5 to 15%) for the red objects.

研究の動機と目的

• 多波長光度測定を用いて16個のセントーラーのサイズ、アルベド、熱的性質を特徴づけること。
• 物理的性質（直径、アルベド）と軌道パラメータ（近日点距離、遠日点距離、軌道傾き）の相関を調査すること。
• セントーラー集団におけるアルベド、サイズ、スペクトル色（赤色対グレー）の関係を探索すること。
• 一貫性を保つために、散乱円盤天体および既に観測済みのセントーラーを含むサンプルを拡張すること。
• 一貫したデータ還元およびアパーチャー光度測定技術を用いて、均質な放射計測的分析を提供すること。

提案手法

• ハーシェル-PACS機器を用いて70、100、160 μmの3バンド光度測定を実施した。
• 全16個のセントーラーにわたって一貫したデータ還元およびアパーチャー光度測定法を適用し、単色の放射度密度を導出した。
• 利用可能な場合、スパイitzer-MIPSの24および70 μmの放射度密度を組み込み、放射計測モデリングを改善した。
• 散乱円盤天体（SDOs）および先行研究で観測済みのセントーラーを含むサンプルを拡張した。
• 放射計測モデリングを用いて、熱放射測定値から直径や幾何的アルベドなどの物理的パラメータを導出した。
• スペクトル勾配（赤色対グレー）で分類し、サイズおよびアルベドとの相関を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 セントーラーのアルベドと近日点距離や軌道傾きなどの軌道パラメータとの間に相関があるか？
• RQ2 セントーラーの直径が軌道要素または動的分類と相関するか？
• RQ3 赤色セントーラーとグレー物体の間で、アルベドとサイズの分布にどのような違いがあるか？
• RQ4 スペクトル色（勾配）と物理的性質（直径、アルベド）との間にどのような関係があるか？
• RQ5 小規模セントーラー（D < 120 km）は、大きなものと比べて系統的に暗い、あるいは明るいか？

主な発見

• セントーラーのアルベドと軌道パラメータとの間に有意な相関は認められなかった。
• サンプル全体において、直径と軌道パラメータとの間には相関が観察されなかった。
• 大多数のセントーラーは暗い（幾何的アルベド pv < 7%）かつ小さい（直径 D < 120 km）。
• 小規模セントーラー（D < 120 km）のアルベドは4%から16%の間で一様に分布しており、サイズ-アルベドトレンドは認められなかった。
• 赤色セントーラーの平均直径は65 km、平均アルベドは8.5%（範囲5–15%）であり、高い値を示した。
• グレー物体はより広いサイズ範囲を示し、平均で暗く、平均アルベドは5.6%であった。