表面の分光分析的に木星の衛星で外側二分芙している不規則衛星とトロヤ群小惑星は似ている。海王星がマイグレーションする際に木星付近に送り込まれた小天体がルーツ？以下、機械翻訳。
巨大惑星の不規則衛星とトロヤ群の間の分光的つながり
概要
4つの木星の不規則衛星と可視光線の近赤外線スペクトル (～ 0.75 － 2.55 μm) を収集します。
2つの木星の不規則衛星、2つの天王星の不規則衛星、および 4つの不規則衛星のスペクトル (～ 0.32 − 1.00 μm)
海王星のトロヤ群。 我々は、観測された木星の不規則衛星とこれまでに観測された木星の衛星との間に密接な類似性があることを発見した。
特徴的な木星のトロヤ群。 しかし、不規則な衛星特有の衝突履歴が複雑さを増している
他のグループとの比較。 CM および CI コンドライトの実験室研究では、粒径と
レゴリスの充填条件は、暗い炭素質材料のスペクトルに大きな影響を与えます。 仮説を立てる
これらの物体のさまざまな活動履歴は、もともと揮発性の氷を含んでいた可能性がある
その後昇華すると、レゴリスの粒径や充填特性に違いが生じる可能性があります。
したがって、スペクトル変動を引き起こします。 天王星の衛星 Sycorax と Caliban は TNO に似ています。
しかし、Sycorax では 0.7 µm 付近に特徴が検出され、水和物質の存在が示唆されます。
海王星のトロヤ群のサンプルは、私たちが観測している天王星の衛星よりも中性のスペクトルを持っていますが、
それらはカイパーベルトの広範な色分布と一貫性を保っています。 可能性のあるものを検出します
Neptune Trojan 2006 RJ103 では 0.65 ～ 0.70 μm 付近の特徴があり、水和した物質が存在する可能性があることを示唆しています。
この集団にも存在します。 太陽系外縁の水和物質の特徴を明らかにすることで、
水和した CI および CM コンドライト隕石の起源に関する重要な背景を提供します。 話し合います
不規則な衛星の水和状態が内部の熱履歴をどのように制限するか
それらの母天体は、原始カイパーベルトの中で形成された可能性があります。
1. はじめに
巨大惑星の不規則な衛星は、非常に偏心したさまざまな形状をした、小さく緩く結合された物体です。
木星、土星、天王星、海王星の周りを回る傾斜軌道。 トリトンを除いて、これらの衛星はすべて
直径は 500km 未満で、既知の天体の大部分は 100km 未満です。 これらの衛星群は
は、以前の太陽中心軌道から捉えられた物体として容易に理解されます。 ただし、その出自と
彼らが捕獲された正確なタイミングは不明です。 不規則な衛星はほとんど組成的に特徴付けられていないため、
彼らの起源に関する疑問は未解決です。 しかし、不規則な衛星とその太陽中心の親集団との間のつながりを築くことは、原始的な物質が巨大惑星領域内でどのように輸送されたかを評価するためにも重要である。
巨大な惑星そのものの力学的な歴史として。
プルダウンキャプチャなどの不規則な衛星の起源を説明するために、さまざまなシナリオが提案されています。
(Heppenheimer & Porco 1977)、ガスドラッグ (Pollack et al. 1979; Astakhov et al. 2003; Cuk & Burns´2004)、および 3 つの身体相互作用 (Colombo & Franklin 1971; Nesvorn´y et al. 2007, 2014) 。 これらのシナリオは 2 つに分類できます
仮説: ローカルまたは非ローカル。 一般に、プルダウン捕獲とガスドラッグ捕獲は不規則な衛星を設置します。
ホスト惑星の形成中の初期のシステム。 早期に捕捉されたということは、不規則な衛星が次のサンプルであることを意味します。
形成中の惑星自体に近い物質（「地元の」情報源から採取）。 その間、三体捕獲が発生する可能性があります
初期（これも「地元の」情報源から）、またはずっと後、巨大惑星同士の遭遇という仮説の最中に
不安定性（例、Nesvorn´y et al. 2007）。 元の捕獲集団（プルダウンまたはプルダウン経由で配置された集団を含む）
ガス抵抗）は、背景の微惑星から補充される前に、惑星との遭遇によって枯渇します。
その時点で個体群が存在していました（「非ローカル」情報源から捕捉）。 元のシナリオの詳細なレビューは次のとおりです。
Nesvorn´y (2018)、Jewitt & Haghiipour (2007)、Nicholson et al. （2008年）。
巨大惑星移動の力学モデルは、不規則な衛星が原始時代にその生活を始めたことを示唆している
カイパーベルト (PKB)、～5と～17au (例、Tsiganis et al. 2005; Nesvorn´y & Morbidelli 2012; Nesvorn´y et al. 2019)。 PKB には次のものがあると考えられています。
～24と～50 天文単位の間で伸び、初期質量は地球質量の数十倍でした (ネスヴォルニー他。 2019）。
モデリング研究は、PKB が太陽の散乱後も数十ミリル続いた可能性があることを示しています。
星雲であるが、高度は 1 億ミルを超えない (Nesvorn´y et al. 2018)。 PKBの終焉は海王星によってもたらされました。
それを横切って移動し、それによってPKB人口の99.9％が惑星を横切る巨大な軌道に放出されました。 参考にさせていただきます
この構成要素は不安定な集団として扱われます。 その大部分は惑星の接近遭遇によって木星に伝えられました。
しかし、より小さな成分が海王星によって外側に散乱され、現在は散乱円盤を構成しています。 海王星の
移行はまた、人々の間で動的な不安定性を引き起こしました。巨大な惑星 (Tsiganis et al. 2005)。 これが巨人を導いた
不安定な住民に囲まれながら、惑星同士が遭遇することになります。 の
この組み合わせは三体反応を引き起こし、この不安定な集団のごく一部を安定領域に捕らえました。
巨大な惑星を取り囲んでいます (Nesvorn´y et al. 2007)。 ネスヴォルニーら。 (2014) 数と軌道が
不規則な衛星システムの特性は、これら一連の惑星遭遇によってよく一致する可能性があります。
木星、土星、天王星、海王星の不規則な衛星が同様の物理的特性を共有しているかどうかを理解する
これらの大規模な実験によって予測されたように、それらが PKB からの起源を共有するかどうかを直接テストする未解決の質問です。
移住仮説。 この系統を共有すると予想される他の集団との追加の比較を行うことができます。
トロヤ群、興奮した TNO、そしてケンタウルス。 ただし、母集団間の比較では複雑な問題が発生する可能性があります。
定住後に分岐した進化の歴史が存在する可能性。
不規則な衛星にとって、衝突は捕捉後の進化において独特に重要な要素である可能性があります。 の
理由は 2 つあります。それぞれの巨大な惑星の周囲で不法滞在者が占める空間の体積は比較的小さいのですが、
それらの相互の衝突速度は比較的速い（例えば、数 km/s のオーダー。Bottke et al.の表 2 を参照）。
（2010年））。 衝突シミュレーションによると、ほとんどの不規則な物体は短期間で破壊され、ほんのわずかな物体だけが破壊されたことが示されています。
残りの人口は今日まで続いています (Bottke et al. 2010)。 このシナリオでは、既存の非正規社員のほとんどが、
衝突によって生じた破片、または衝突によって形成された残存物です。 いくつかの最大規模の非正規組織には、まだ多くのものが残っている可能性があります。
元の質量はありましたが、衝突によって粉砕された可能性があります。 ボトケら。 (2010) も、
不規則な衛星のサイズ分布は、元の集団の激しい衝突粉砕によって適切に生成される可能性があります
それは現在の木星のトロヤ群に似ていました。 これは、衝突が主要な原因の 1 つである可能性が高いことを示唆しています。
不規則な衛星の処理メカニズム。 この衝突による研削により破片が生成され、
ガリレオ衛星 (Bottke et al. 2013) およびガリレオ衛星の大型衛星の外側にある黒っぽい炭素質の物質。
天王星 (Cartwright et al. 2018) は、このプロセスを示唆する観察可能な証拠を提供します。
Bottke et al. のさらなる示唆 (2010) は、木星のトロヤ群が次のようなサイズ分布を維持していたことです。
捕獲後も最小限に変更されています。 木星のトロヤ群の捕獲も次のように説明できると考えると、
惑星の遭遇 (Nesvorn´y et al. 2013)、この一連の証拠は木星のトロヤ群と不規則な衛星を示しています。
似たような起源を共有しています。 したがって、これらの集団の現在の構成がどの程度一貫しているかを知ることで、
これらの移動と進化モデルの厳密なテスト。 木星系ほど研究は進んでいませんが、海王星系は
トロヤ群や不規則な衛星システムもこのレンズで調査できます。
木星のトロヤ群間の特定の関係を強化する観察証拠が提出されました。
太陽系の外側の物質、例えば、太陽系の色の二峰性を関連付ける Wong & Brown (2016) の仮説。
ケンタウルスと小型のカイパーベルト天体に見られる、類似しているが異なる色の二峰性を持つ木星のトロヤ群。
この見解の下では、現在の Jupiter 型トロヤ群、2 つの表面タイプの変更された記録を保持していると理解されます。
その起源は今でも海王星横断領域に見られます。 他の結果では、一部のトロヤ群と
CM2 炭素質コンドライトに似た水和された照射された材料 (Yang & Jewitt 2011)。 の起源を評価する
木星のトロヤ群は、NASA が最近開始したルーシー ミッションを推進しています (Levison et al. 2021)。 いかに不規則であるかを理解する
衛星の表面は太陽中心距離に応じて変化するため、地球の進化に関する疑問について重要な洞察が得られる可能性があります。
太陽系外縁部の小さな体表。
1.1. 現在の観測知識
現時点では、トロヤ群と不規則衛星との間に、人口全体にわたる明確な構成上の関連性はありません。 これは
これは主に、暗い炭素質の C/D/P 型小惑星のスペクトルを解釈する際の基本的な曖昧さによるものです。
鉱物学的に診断できる吸収特性を欠いているもの。 バットら。 (2017) の分光調査を実施しました。
木星の衛星ヒマリア、エララ、カルメは、これらの天体の反射率特性が良好であることを発見しました。
組成に類似した、水和ケイ酸塩と炭素質材料の仮想線状混合物によって適合
水和炭素質コンドライト。 Brown & Rhoden (2014) は、人体の水分補給に関する明確な証拠を発見しました。
木星の衛星は、ヒマリアに同様の 3μm の吸収特徴(水和物質を示す) があることを発見しました。
メインベルト小惑星 (52) エウロパ (Takir & Emery 2012)。
あらゆる星系の中で最もよく探査された小型不規則衛星であるフィーベが、カッシーニ探査機によって観測され、発見されました。
さまざまな水和表面物質と有機物が含まれており、この衛星を太陽系外縁の起源と結びつけています。
システム (Clark et al. 2005)。 さらなる分析により、フィービーの水の氷含有量は観測結果と一致していることが示されました。
ダイナミックに興奮した KBO (Fraser & Brown 2018)。 木星、土星、天王星、海王星の不規則な衛星
可視および近赤外測色により観察されています（Grアイコウスキーとジュイット 2018; グラブら。 2003年; グラブ
& バウアー 2007; レティグら。 2001年; サイクスら。 2000）。 ヴィラスら。 (2006) は、分光光度法による検索を実施しました。
いくつかの不規則な衛星システムにおける 0.7 ミクロンの吸収特性 (水和物質に関連する) が発見されました。
この特徴の証拠は、いくつかの木星の衛星、土星の衛星フィーベ、および天王星の衛星キャリバンにあります。
Vilas & Hendrix (2022) は、0.7 ミクロン付近の狭帯域分光調査を実施し、さまざまな
動的クラスターは、元の物質の壊滅的な衝突によってさまざまな深さから発掘された物質を表す可能性があります。
親体。Graykowski & Jewitt (2018) は、不規則な衛星個体群のそれぞれの色の観測結果を収集し、コンパイルすることによって
以前の文献値との観察により、4 つの母集団すべての色の特性が重複していることがわかりました。 特に、
彼らは、この不規則な衛星にはカイパーベルトで見られる超赤色物質が欠けていることを発見した。 もし不規則な衛星があったとしたら、
原始カイパーベルトから捕獲されたこの観察証拠は、現在の特性を説明するには、超赤色の表面を除去する修正プロセスが必要であることを示唆しています。 表面温度の範囲が広いため、木星と海王星の場合、彼らは、熱変質の影響がこの矛盾を一律に説明する可能性は低いと結論付けています。
天王星の不規則衛星に関する分光測定は報告されていない。 海王星では除く
トリトン、ネレイドのみが分光観測されており、豊富な水氷が存在することがわかっている。
可視色から近赤外線までの中間色 (Brown et al. 1998, 1999; Brown 2000; Sharkey et al. 2021a)。 最近のNIR
いくつかの海王星のトロヤ群について収集されたスペクトルでは、赤とウルトラレッドのメンバー間の組成上の違いが見つかりました。
この人口（Markwardt 2023）。
これらのシステムの起源を理解するには、これらのシステムの組成の変動性を理解することが必要です。 翻訳中
したがって、組成情報に対する不規則な衛星およびトロヤ群の色の特性は重要です。 報告された作品
ここでは、各集団内のさまざまなサイズの物体を対象とし、それらのスペクトルの変動がどのように起こり得るかを調査します。
解釈した。 このスペクトル分析は、組成間のつながりや区別を確立するためのステップとして機能します。
巨大惑星領域。最終的には、外縁部における小天体の移動と進化の複雑さを追跡します。
太陽系。
5。結論
木星の不規則衛星の分光範囲を D < 10 キロメートルの天体まで拡張します。 私たちの木星の不規則な衛星スペクトルは、ルーシーのターゲットを含むトロヤ群小惑星のスペクトルとよく一致します。 以前の観察
木星の衛星ヒマリアは水和しており (Brown & Rhoden 2014)、C 型小惑星に似ていることを証明しました。
(Brown & Rhoden 2014; Bhatt et al. 2017)、ヒマリア科の小型のレダにはスペクトルがあることがわかりました。
Cタイプと一致します。 レダとその家族の小さな物体が水分補給の証拠を保持している場合、それは意味します。
この家族の衝突による離散は、この記録を消去するものではありません。
CM コンドライト隕石マーチソンのサンプルは、私たちのサンプルと合理的な近赤外線スペクトルの類似物を提供します。
観測された木星の不規則衛星とトロヤ群の数。 私たちは、マーチソンのサンプルが異なる目的で準備されていることを強調します。
粒子サイズは、我々が観察した物体間のスペクトル変動と同様の大きさのスペクトル変動を示します。
これらの人口。 したがって、組成物を作成する際には、テクスチャの違いを考慮する必要があることを提案します。
これらの暗い、おそらく水和した物体の比較。 揮発性物質の有無により、
過去の活動が原因となる可能性があるため、不規則な衛星やトロヤ群の表面上の氷もスペクトルの違いを引き起こす原因となる可能性があります。
現在のレゴリスの粒径の違いに至るまで。
天王星の衛星シコラックスに 0.7μm の特徴の証拠が見つかりました。 最近の分析では、リュウグウの
同位体特性により、その形成は（他の CI コンドライトと同様に）太陽系の外側の貯留層付近に配置されます。
原始惑星系円盤の巨大氷惑星の形成領域まで (Hopp et al. 2022)。 特別に支持しているわけではありませんが、
組成の一致、Sycorax、Caliban、および CI コンドライト Alais 間のスペクトルの類似性は、CI が次のことを示しています。
コンドライトは、天王星系の表面との妥当な一致を提供します。 太陽の外側の広いスペクトルの多様性
システム材料は、CI と CM の間で見られるさまざまな分光特性との類似性によって支援できます。
コンドライト。 現在の太陽系外縁部に水和物質が広範囲に存在することは、
CI サンプルと巨大氷惑星の近くの小天体との間の観測上のつながり。
ヒマリア (Brown & Rhoden 2014) とフィービー (Clark et al. 2005; Fraser) に水和物質が存在することを考慮すると
& Brown 2018)、そしてこの研究で我々がシコラックスの水分補給について提供した証拠は、巨大な惑星である可能性があります。
不規則な衛星は一般に、太陽系における水和物質の追加供給源を表します。 私たちの検出
Neptune Trojan 2006 RJ103 の候補吸収機能により、海王星トロヤ群 が感染する可能性が高まります。
また、水和物質も含まれており、海王星のトロヤ群が木星のトロヤ群とは異なるという証拠を提供します。
光学色が似ているにもかかわらず（Jewitt 2018）。 これらおよび他の TNO のさらなるスペクトル研究は、それらの TNO を制約する可能性があります。
材料の特性を調べ、これらのオブジェクトの変更履歴についての洞察を与えます。
微小隕石の記録は、太陽系外に水和物質の追加供給源が必要であることを示している可能性がある
システム。 微小隕石のうち小惑星起源のものはわずか約 10% (Nesvorn´y et al. 2010)、残りは
彗星源に由来する、無水であると推定される物質。 調査によると、約 20 ～ 30%
微小隕石は水和しており（例、Genge et al. 2020; Keller & Flynn 2022）、見かけよりもはるかに多く水和している。
メインベルト内の水和小惑星の一部から生成されます。 さまざまな太陽外部の水和状態の評価
したがって、システム集団は、この不一致を説明する十分な資料があるかどうかを確立できます。
力学モデルと観察。 私たちは、不規則な衛星の親個体群が存在する可能性があるという証拠を提供していますが、
このような情報源が提供されると、水和した不規則衛星の全体の割合を測定するためのさらなる調査が必要です
この可能性を実際にテストするために。
私たちは、不規則な衛星の外部特性がカイパーベルト天体の内部に光を当てる可能性があることを示唆しています。
たとえば、太陽系外縁部の微惑星は、局所的な水の変質を引き起こすのに十分な加熱を経験した可能性があります。
しかし、その外層は変化しないままでした。 この場合、そのような体の断片化により水和物が生成されます。
両方とも同じ起源を共有する非水和オブジェクト。 推測ではあるが、この仮説は次のことに関連するレンズである。
不規則な衛星、または高度に衝突して進化した衛星間の組成の変動を調査する際に考慮してください。
人口。
図 1. 文献からの測光 BVR カラーを使用してプロットした、この研究の木星の衛星のスペクトルを 1 つに正規化したもの
Rフィルターの中心波長で。 赤チャンネルと青チャンネルの間で得られたスペクトル間に強い重複があることに注目します。
Themisto の両方の MODS 機器で。 Leda は MODS1 赤チャネルと MODS2 青チャネルで観察されました。
図 2. 上: 木星の不規則衛星アナンケとリシテアのスペクトル。 下:木星のトロヤ群との比較
探査機ルーシーミッションターゲット (617) パトロクロスはシャーキーらによって収集された。 （2019年）。 リシテアは順行ヒマリア族に属し、
一方、アナンケとその関連家族は逆行配置にあります。 どちらのオブジェクトも、直線状の赤い傾斜とよく似ています。
パトロクロスのP型スペクトル。 灰色のバーは、顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
散乱の増加を引き起こし、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトを引き起こすことがあります。
図 3. 上: どちらも逆行衛星である木星の不規則衛星シノーペとパシパエの比較
パシファエ族。 下: シノーペとパシファエにはスペクトルの違いがあり、それらの違いと非常によく似ています。
Sharkey et al. が収集した木星のトロヤ群 (3548) Eurybates と (11351) Leucus の間。 （2019）、詳細に研究されます
探査機ルーシーミッションによる。 灰色のバーは、顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
散乱の増加を引き起こし、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトを引き起こすことがあります。
図 4. 天王星の不規則衛星 (Sycorax、Sycorax、Caliban) と Neptune Trojans (残りのパネル) を、文献で測定された測光色と比較して示します。
2010 TT191 および 2010 TS191 の観測は時間の制約により完全には実行されず、回復可能な成果は得られませんでした。
青いチャンネルのトレース。 2006 RJ103 の場合を除いて、赤と青の計器からの相対的な光束は良好です。
合意が得られ、任意のスケーリングは必要ありません。
図 5. 上: 図に示すように線形連続体に適合した天王星の衛星 Sycorax のスペクトル。 に比べて浅い落ち込みが認められる
この連続体は～0.65～0.75μmです。 この機能は、単一の波長ビンによって支配されることはありません（これは、
ノイズスパイクまたは不完全な空の減算）、赤色の機器の有効波長範囲の端から遠く離れた場所で持続します。
このスペクトル領域のさらなる評価は、連続体を制限するためのより高い SNR 観測によって支援されます。 底：
天王星の衛星 Sycorax の連続体除去反射率スペクトル。 ここで、単一の値は、以下と完全に一致することを示します。
線形連続体からの外挿。 連続体以下の変動は小さいですが、統計的に有意であり、
吸収機能の存在。 この機能の深さは、使用されるアンカー ポイントの選択に大きく依存します。
特に短波長端に沿って連続体を描きます。 深さは 3.0±0.9% の範囲で変化します (図に示す連続体を使用)
ここで）0.55 ～ 0.65 μm の間のすべての点がアンカーとして含まれる場合は 1.6 ± 0.9% になります。
図 6. 上: Neptune Trojan 2006 RJ103 のスペクトル。スペクトルの両側に沿ったスペクトル連続体への線形フィット
0.7ミクロン付近で反射率の低下が検出されました。 一連の 5 つの波長ビンのそれぞれが、この連続体と矛盾しているように見えます。
～1−2σレベル。 Sycorax のスペクトルに関する議論と同様に、この特徴は単一の波長ビンによって支配されるわけではありません。
重大な地金汚染のある地域の近くでも、レッド チャネルの有効範囲の端の近くでもありません。 底：
Continuum は、Neptune Trojan 2006 RJ103 の反射率スペクトルを削除しました。 ～0.65－0.75μmで反射率が低下していることがわかります。
最小値は0.64μm付近です。 検出は広い波長範囲にわたって堅牢であることがわかりました。 この吸収機能
波長領域は、多くの場合、水和ケイ酸塩材料における Fe2+ 電荷移動の特徴に関連しています。
図 7. 木星の不規則衛星シノーペおよびパシファエのスペクトルと炭素質の実験室スペクトルの比較
コンドライト隕石 さまざまな粒径に調製されたマーチソンのサンプル。Cloutis et al. が収集。 （2018年）をデジタル化しました
読者の便宜のために表示するためのものです。 これら 2 つの部材間で観察される傾き変化のスケールに注目します。
パシファエ軌道系の粒子は、実験室サンプルの粒子サイズの変動に伴う傾きの変化と一致しています。
したがって、組成効果がこれらのスペクトル変動を説明する唯一のメカニズムであるとは想定できません。
オブジェクト。 灰色のバーは、散乱の増加を引き起こす顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
そして、時には、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトが導入されます。
図 8. 天王星の衛星 Sycorax (上) および Caliban (下) と CI Chondrite Alais の実験室スペクトルとの比較
(Cloutis et al. 2011)。 実験室スペクトルのスペクトル変動は、テクスチャ、パッキング、および位相角に起因することが判明しました。
効果、Alais と Sycorax のスペクトルの類似性は、CI のような物質が、世界の物体に関連する類似体である可能性を示唆しています。
天王星系。 スペクトルは、0.5 ～ 0.8 μm で同じ平均値になるようにスケールされます。
巨大惑星の不規則衛星とトロヤ群の間の分光的つながり
概要
4つの木星の不規則衛星と可視光線の近赤外線スペクトル (～ 0.75 － 2.55 μm) を収集します。
2つの木星の不規則衛星、2つの天王星の不規則衛星、および 4つの不規則衛星のスペクトル (～ 0.32 − 1.00 μm)
海王星のトロヤ群。 我々は、観測された木星の不規則衛星とこれまでに観測された木星の衛星との間に密接な類似性があることを発見した。
特徴的な木星のトロヤ群。 しかし、不規則な衛星特有の衝突履歴が複雑さを増している
他のグループとの比較。 CM および CI コンドライトの実験室研究では、粒径と
レゴリスの充填条件は、暗い炭素質材料のスペクトルに大きな影響を与えます。 仮説を立てる
これらの物体のさまざまな活動履歴は、もともと揮発性の氷を含んでいた可能性がある
その後昇華すると、レゴリスの粒径や充填特性に違いが生じる可能性があります。
したがって、スペクトル変動を引き起こします。 天王星の衛星 Sycorax と Caliban は TNO に似ています。
しかし、Sycorax では 0.7 µm 付近に特徴が検出され、水和物質の存在が示唆されます。
海王星のトロヤ群のサンプルは、私たちが観測している天王星の衛星よりも中性のスペクトルを持っていますが、
それらはカイパーベルトの広範な色分布と一貫性を保っています。 可能性のあるものを検出します
Neptune Trojan 2006 RJ103 では 0.65 ～ 0.70 μm 付近の特徴があり、水和した物質が存在する可能性があることを示唆しています。
この集団にも存在します。 太陽系外縁の水和物質の特徴を明らかにすることで、
水和した CI および CM コンドライト隕石の起源に関する重要な背景を提供します。 話し合います
不規則な衛星の水和状態が内部の熱履歴をどのように制限するか
それらの母天体は、原始カイパーベルトの中で形成された可能性があります。
1. はじめに
巨大惑星の不規則な衛星は、非常に偏心したさまざまな形状をした、小さく緩く結合された物体です。
木星、土星、天王星、海王星の周りを回る傾斜軌道。 トリトンを除いて、これらの衛星はすべて
直径は 500km 未満で、既知の天体の大部分は 100km 未満です。 これらの衛星群は
は、以前の太陽中心軌道から捉えられた物体として容易に理解されます。 ただし、その出自と
彼らが捕獲された正確なタイミングは不明です。 不規則な衛星はほとんど組成的に特徴付けられていないため、
彼らの起源に関する疑問は未解決です。 しかし、不規則な衛星とその太陽中心の親集団との間のつながりを築くことは、原始的な物質が巨大惑星領域内でどのように輸送されたかを評価するためにも重要である。
巨大な惑星そのものの力学的な歴史として。
プルダウンキャプチャなどの不規則な衛星の起源を説明するために、さまざまなシナリオが提案されています。
(Heppenheimer & Porco 1977)、ガスドラッグ (Pollack et al. 1979; Astakhov et al. 2003; Cuk & Burns´2004)、および 3 つの身体相互作用 (Colombo & Franklin 1971; Nesvorn´y et al. 2007, 2014) 。 これらのシナリオは 2 つに分類できます
仮説: ローカルまたは非ローカル。 一般に、プルダウン捕獲とガスドラッグ捕獲は不規則な衛星を設置します。
ホスト惑星の形成中の初期のシステム。 早期に捕捉されたということは、不規則な衛星が次のサンプルであることを意味します。
形成中の惑星自体に近い物質（「地元の」情報源から採取）。 その間、三体捕獲が発生する可能性があります
初期（これも「地元の」情報源から）、またはずっと後、巨大惑星同士の遭遇という仮説の最中に
不安定性（例、Nesvorn´y et al. 2007）。 元の捕獲集団（プルダウンまたはプルダウン経由で配置された集団を含む）
ガス抵抗）は、背景の微惑星から補充される前に、惑星との遭遇によって枯渇します。
その時点で個体群が存在していました（「非ローカル」情報源から捕捉）。 元のシナリオの詳細なレビューは次のとおりです。
Nesvorn´y (2018)、Jewitt & Haghiipour (2007)、Nicholson et al. （2008年）。
巨大惑星移動の力学モデルは、不規則な衛星が原始時代にその生活を始めたことを示唆している
カイパーベルト (PKB)、～5と～17au (例、Tsiganis et al. 2005; Nesvorn´y & Morbidelli 2012; Nesvorn´y et al. 2019)。 PKB には次のものがあると考えられています。
～24と～50 天文単位の間で伸び、初期質量は地球質量の数十倍でした (ネスヴォルニー他。 2019）。
モデリング研究は、PKB が太陽の散乱後も数十ミリル続いた可能性があることを示しています。
星雲であるが、高度は 1 億ミルを超えない (Nesvorn´y et al. 2018)。 PKBの終焉は海王星によってもたらされました。
それを横切って移動し、それによってPKB人口の99.9％が惑星を横切る巨大な軌道に放出されました。 参考にさせていただきます
この構成要素は不安定な集団として扱われます。 その大部分は惑星の接近遭遇によって木星に伝えられました。
しかし、より小さな成分が海王星によって外側に散乱され、現在は散乱円盤を構成しています。 海王星の
移行はまた、人々の間で動的な不安定性を引き起こしました。巨大な惑星 (Tsiganis et al. 2005)。 これが巨人を導いた
不安定な住民に囲まれながら、惑星同士が遭遇することになります。 の
この組み合わせは三体反応を引き起こし、この不安定な集団のごく一部を安定領域に捕らえました。
巨大な惑星を取り囲んでいます (Nesvorn´y et al. 2007)。 ネスヴォルニーら。 (2014) 数と軌道が
不規則な衛星システムの特性は、これら一連の惑星遭遇によってよく一致する可能性があります。
木星、土星、天王星、海王星の不規則な衛星が同様の物理的特性を共有しているかどうかを理解する
これらの大規模な実験によって予測されたように、それらが PKB からの起源を共有するかどうかを直接テストする未解決の質問です。
移住仮説。 この系統を共有すると予想される他の集団との追加の比較を行うことができます。
トロヤ群、興奮した TNO、そしてケンタウルス。 ただし、母集団間の比較では複雑な問題が発生する可能性があります。
定住後に分岐した進化の歴史が存在する可能性。
不規則な衛星にとって、衝突は捕捉後の進化において独特に重要な要素である可能性があります。 の
理由は 2 つあります。それぞれの巨大な惑星の周囲で不法滞在者が占める空間の体積は比較的小さいのですが、
それらの相互の衝突速度は比較的速い（例えば、数 km/s のオーダー。Bottke et al.の表 2 を参照）。
（2010年））。 衝突シミュレーションによると、ほとんどの不規則な物体は短期間で破壊され、ほんのわずかな物体だけが破壊されたことが示されています。
残りの人口は今日まで続いています (Bottke et al. 2010)。 このシナリオでは、既存の非正規社員のほとんどが、
衝突によって生じた破片、または衝突によって形成された残存物です。 いくつかの最大規模の非正規組織には、まだ多くのものが残っている可能性があります。
元の質量はありましたが、衝突によって粉砕された可能性があります。 ボトケら。 (2010) も、
不規則な衛星のサイズ分布は、元の集団の激しい衝突粉砕によって適切に生成される可能性があります
それは現在の木星のトロヤ群に似ていました。 これは、衝突が主要な原因の 1 つである可能性が高いことを示唆しています。
不規則な衛星の処理メカニズム。 この衝突による研削により破片が生成され、
ガリレオ衛星 (Bottke et al. 2013) およびガリレオ衛星の大型衛星の外側にある黒っぽい炭素質の物質。
天王星 (Cartwright et al. 2018) は、このプロセスを示唆する観察可能な証拠を提供します。
Bottke et al. のさらなる示唆 (2010) は、木星のトロヤ群が次のようなサイズ分布を維持していたことです。
捕獲後も最小限に変更されています。 木星のトロヤ群の捕獲も次のように説明できると考えると、
惑星の遭遇 (Nesvorn´y et al. 2013)、この一連の証拠は木星のトロヤ群と不規則な衛星を示しています。
似たような起源を共有しています。 したがって、これらの集団の現在の構成がどの程度一貫しているかを知ることで、
これらの移動と進化モデルの厳密なテスト。 木星系ほど研究は進んでいませんが、海王星系は
トロヤ群や不規則な衛星システムもこのレンズで調査できます。
木星のトロヤ群間の特定の関係を強化する観察証拠が提出されました。
太陽系の外側の物質、例えば、太陽系の色の二峰性を関連付ける Wong & Brown (2016) の仮説。
ケンタウルスと小型のカイパーベルト天体に見られる、類似しているが異なる色の二峰性を持つ木星のトロヤ群。
この見解の下では、現在の Jupiter 型トロヤ群、2 つの表面タイプの変更された記録を保持していると理解されます。
その起源は今でも海王星横断領域に見られます。 他の結果では、一部のトロヤ群と
CM2 炭素質コンドライトに似た水和された照射された材料 (Yang & Jewitt 2011)。 の起源を評価する
木星のトロヤ群は、NASA が最近開始したルーシー ミッションを推進しています (Levison et al. 2021)。 いかに不規則であるかを理解する
衛星の表面は太陽中心距離に応じて変化するため、地球の進化に関する疑問について重要な洞察が得られる可能性があります。
太陽系外縁部の小さな体表。
1.1. 現在の観測知識
現時点では、トロヤ群と不規則衛星との間に、人口全体にわたる明確な構成上の関連性はありません。 これは
これは主に、暗い炭素質の C/D/P 型小惑星のスペクトルを解釈する際の基本的な曖昧さによるものです。
鉱物学的に診断できる吸収特性を欠いているもの。 バットら。 (2017) の分光調査を実施しました。
木星の衛星ヒマリア、エララ、カルメは、これらの天体の反射率特性が良好であることを発見しました。
組成に類似した、水和ケイ酸塩と炭素質材料の仮想線状混合物によって適合
水和炭素質コンドライト。 Brown & Rhoden (2014) は、人体の水分補給に関する明確な証拠を発見しました。
木星の衛星は、ヒマリアに同様の 3μm の吸収特徴(水和物質を示す) があることを発見しました。
メインベルト小惑星 (52) エウロパ (Takir & Emery 2012)。
あらゆる星系の中で最もよく探査された小型不規則衛星であるフィーベが、カッシーニ探査機によって観測され、発見されました。
さまざまな水和表面物質と有機物が含まれており、この衛星を太陽系外縁の起源と結びつけています。
システム (Clark et al. 2005)。 さらなる分析により、フィービーの水の氷含有量は観測結果と一致していることが示されました。
ダイナミックに興奮した KBO (Fraser & Brown 2018)。 木星、土星、天王星、海王星の不規則な衛星
可視および近赤外測色により観察されています（Grアイコウスキーとジュイット 2018; グラブら。 2003年; グラブ
& バウアー 2007; レティグら。 2001年; サイクスら。 2000）。 ヴィラスら。 (2006) は、分光光度法による検索を実施しました。
いくつかの不規則な衛星システムにおける 0.7 ミクロンの吸収特性 (水和物質に関連する) が発見されました。
この特徴の証拠は、いくつかの木星の衛星、土星の衛星フィーベ、および天王星の衛星キャリバンにあります。
Vilas & Hendrix (2022) は、0.7 ミクロン付近の狭帯域分光調査を実施し、さまざまな
動的クラスターは、元の物質の壊滅的な衝突によってさまざまな深さから発掘された物質を表す可能性があります。
親体。Graykowski & Jewitt (2018) は、不規則な衛星個体群のそれぞれの色の観測結果を収集し、コンパイルすることによって
以前の文献値との観察により、4 つの母集団すべての色の特性が重複していることがわかりました。 特に、
彼らは、この不規則な衛星にはカイパーベルトで見られる超赤色物質が欠けていることを発見した。 もし不規則な衛星があったとしたら、
原始カイパーベルトから捕獲されたこの観察証拠は、現在の特性を説明するには、超赤色の表面を除去する修正プロセスが必要であることを示唆しています。 表面温度の範囲が広いため、木星と海王星の場合、彼らは、熱変質の影響がこの矛盾を一律に説明する可能性は低いと結論付けています。
天王星の不規則衛星に関する分光測定は報告されていない。 海王星では除く
トリトン、ネレイドのみが分光観測されており、豊富な水氷が存在することがわかっている。
可視色から近赤外線までの中間色 (Brown et al. 1998, 1999; Brown 2000; Sharkey et al. 2021a)。 最近のNIR
いくつかの海王星のトロヤ群について収集されたスペクトルでは、赤とウルトラレッドのメンバー間の組成上の違いが見つかりました。
この人口（Markwardt 2023）。
これらのシステムの起源を理解するには、これらのシステムの組成の変動性を理解することが必要です。 翻訳中
したがって、組成情報に対する不規則な衛星およびトロヤ群の色の特性は重要です。 報告された作品
ここでは、各集団内のさまざまなサイズの物体を対象とし、それらのスペクトルの変動がどのように起こり得るかを調査します。
解釈した。 このスペクトル分析は、組成間のつながりや区別を確立するためのステップとして機能します。
巨大惑星領域。最終的には、外縁部における小天体の移動と進化の複雑さを追跡します。
太陽系。
5。結論
木星の不規則衛星の分光範囲を D < 10 キロメートルの天体まで拡張します。 私たちの木星の不規則な衛星スペクトルは、ルーシーのターゲットを含むトロヤ群小惑星のスペクトルとよく一致します。 以前の観察
木星の衛星ヒマリアは水和しており (Brown & Rhoden 2014)、C 型小惑星に似ていることを証明しました。
(Brown & Rhoden 2014; Bhatt et al. 2017)、ヒマリア科の小型のレダにはスペクトルがあることがわかりました。
Cタイプと一致します。 レダとその家族の小さな物体が水分補給の証拠を保持している場合、それは意味します。
この家族の衝突による離散は、この記録を消去するものではありません。
CM コンドライト隕石マーチソンのサンプルは、私たちのサンプルと合理的な近赤外線スペクトルの類似物を提供します。
観測された木星の不規則衛星とトロヤ群の数。 私たちは、マーチソンのサンプルが異なる目的で準備されていることを強調します。
粒子サイズは、我々が観察した物体間のスペクトル変動と同様の大きさのスペクトル変動を示します。
これらの人口。 したがって、組成物を作成する際には、テクスチャの違いを考慮する必要があることを提案します。
これらの暗い、おそらく水和した物体の比較。 揮発性物質の有無により、
過去の活動が原因となる可能性があるため、不規則な衛星やトロヤ群の表面上の氷もスペクトルの違いを引き起こす原因となる可能性があります。
現在のレゴリスの粒径の違いに至るまで。
天王星の衛星シコラックスに 0.7μm の特徴の証拠が見つかりました。 最近の分析では、リュウグウの
同位体特性により、その形成は（他の CI コンドライトと同様に）太陽系の外側の貯留層付近に配置されます。
原始惑星系円盤の巨大氷惑星の形成領域まで (Hopp et al. 2022)。 特別に支持しているわけではありませんが、
組成の一致、Sycorax、Caliban、および CI コンドライト Alais 間のスペクトルの類似性は、CI が次のことを示しています。
コンドライトは、天王星系の表面との妥当な一致を提供します。 太陽の外側の広いスペクトルの多様性
システム材料は、CI と CM の間で見られるさまざまな分光特性との類似性によって支援できます。
コンドライト。 現在の太陽系外縁部に水和物質が広範囲に存在することは、
CI サンプルと巨大氷惑星の近くの小天体との間の観測上のつながり。
ヒマリア (Brown & Rhoden 2014) とフィービー (Clark et al. 2005; Fraser) に水和物質が存在することを考慮すると
& Brown 2018)、そしてこの研究で我々がシコラックスの水分補給について提供した証拠は、巨大な惑星である可能性があります。
不規則な衛星は一般に、太陽系における水和物質の追加供給源を表します。 私たちの検出
Neptune Trojan 2006 RJ103 の候補吸収機能により、海王星トロヤ群 が感染する可能性が高まります。
また、水和物質も含まれており、海王星のトロヤ群が木星のトロヤ群とは異なるという証拠を提供します。
光学色が似ているにもかかわらず（Jewitt 2018）。 これらおよび他の TNO のさらなるスペクトル研究は、それらの TNO を制約する可能性があります。
材料の特性を調べ、これらのオブジェクトの変更履歴についての洞察を与えます。
微小隕石の記録は、太陽系外に水和物質の追加供給源が必要であることを示している可能性がある
システム。 微小隕石のうち小惑星起源のものはわずか約 10% (Nesvorn´y et al. 2010)、残りは
彗星源に由来する、無水であると推定される物質。 調査によると、約 20 ～ 30%
微小隕石は水和しており（例、Genge et al. 2020; Keller & Flynn 2022）、見かけよりもはるかに多く水和している。
メインベルト内の水和小惑星の一部から生成されます。 さまざまな太陽外部の水和状態の評価
したがって、システム集団は、この不一致を説明する十分な資料があるかどうかを確立できます。
力学モデルと観察。 私たちは、不規則な衛星の親個体群が存在する可能性があるという証拠を提供していますが、
このような情報源が提供されると、水和した不規則衛星の全体の割合を測定するためのさらなる調査が必要です
この可能性を実際にテストするために。
私たちは、不規則な衛星の外部特性がカイパーベルト天体の内部に光を当てる可能性があることを示唆しています。
たとえば、太陽系外縁部の微惑星は、局所的な水の変質を引き起こすのに十分な加熱を経験した可能性があります。
しかし、その外層は変化しないままでした。 この場合、そのような体の断片化により水和物が生成されます。
両方とも同じ起源を共有する非水和オブジェクト。 推測ではあるが、この仮説は次のことに関連するレンズである。
不規則な衛星、または高度に衝突して進化した衛星間の組成の変動を調査する際に考慮してください。
人口。
図 1. 文献からの測光 BVR カラーを使用してプロットした、この研究の木星の衛星のスペクトルを 1 つに正規化したもの
Rフィルターの中心波長で。 赤チャンネルと青チャンネルの間で得られたスペクトル間に強い重複があることに注目します。
Themisto の両方の MODS 機器で。 Leda は MODS1 赤チャネルと MODS2 青チャネルで観察されました。
図 2. 上: 木星の不規則衛星アナンケとリシテアのスペクトル。 下:木星のトロヤ群との比較
探査機ルーシーミッションターゲット (617) パトロクロスはシャーキーらによって収集された。 （2019年）。 リシテアは順行ヒマリア族に属し、
一方、アナンケとその関連家族は逆行配置にあります。 どちらのオブジェクトも、直線状の赤い傾斜とよく似ています。
パトロクロスのP型スペクトル。 灰色のバーは、顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
散乱の増加を引き起こし、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトを引き起こすことがあります。
図 3. 上: どちらも逆行衛星である木星の不規則衛星シノーペとパシパエの比較
パシファエ族。 下: シノーペとパシファエにはスペクトルの違いがあり、それらの違いと非常によく似ています。
Sharkey et al. が収集した木星のトロヤ群 (3548) Eurybates と (11351) Leucus の間。 （2019）、詳細に研究されます
探査機ルーシーミッションによる。 灰色のバーは、顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
散乱の増加を引き起こし、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトを引き起こすことがあります。
図 4. 天王星の不規則衛星 (Sycorax、Sycorax、Caliban) と Neptune Trojans (残りのパネル) を、文献で測定された測光色と比較して示します。
2010 TT191 および 2010 TS191 の観測は時間の制約により完全には実行されず、回復可能な成果は得られませんでした。
青いチャンネルのトレース。 2006 RJ103 の場合を除いて、赤と青の計器からの相対的な光束は良好です。
合意が得られ、任意のスケーリングは必要ありません。
図 5. 上: 図に示すように線形連続体に適合した天王星の衛星 Sycorax のスペクトル。 に比べて浅い落ち込みが認められる
この連続体は～0.65～0.75μmです。 この機能は、単一の波長ビンによって支配されることはありません（これは、
ノイズスパイクまたは不完全な空の減算）、赤色の機器の有効波長範囲の端から遠く離れた場所で持続します。
このスペクトル領域のさらなる評価は、連続体を制限するためのより高い SNR 観測によって支援されます。 底：
天王星の衛星 Sycorax の連続体除去反射率スペクトル。 ここで、単一の値は、以下と完全に一致することを示します。
線形連続体からの外挿。 連続体以下の変動は小さいですが、統計的に有意であり、
吸収機能の存在。 この機能の深さは、使用されるアンカー ポイントの選択に大きく依存します。
特に短波長端に沿って連続体を描きます。 深さは 3.0±0.9% の範囲で変化します (図に示す連続体を使用)
ここで）0.55 ～ 0.65 μm の間のすべての点がアンカーとして含まれる場合は 1.6 ± 0.9% になります。
図 6. 上: Neptune Trojan 2006 RJ103 のスペクトル。スペクトルの両側に沿ったスペクトル連続体への線形フィット
0.7ミクロン付近で反射率の低下が検出されました。 一連の 5 つの波長ビンのそれぞれが、この連続体と矛盾しているように見えます。
～1−2σレベル。 Sycorax のスペクトルに関する議論と同様に、この特徴は単一の波長ビンによって支配されるわけではありません。
重大な地金汚染のある地域の近くでも、レッド チャネルの有効範囲の端の近くでもありません。 底：
Continuum は、Neptune Trojan 2006 RJ103 の反射率スペクトルを削除しました。 ～0.65－0.75μmで反射率が低下していることがわかります。
最小値は0.64μm付近です。 検出は広い波長範囲にわたって堅牢であることがわかりました。 この吸収機能
波長領域は、多くの場合、水和ケイ酸塩材料における Fe2+ 電荷移動の特徴に関連しています。
図 7. 木星の不規則衛星シノーペおよびパシファエのスペクトルと炭素質の実験室スペクトルの比較
コンドライト隕石 さまざまな粒径に調製されたマーチソンのサンプル。Cloutis et al. が収集。 （2018年）をデジタル化しました
読者の便宜のために表示するためのものです。 これら 2 つの部材間で観察される傾き変化のスケールに注目します。
パシファエ軌道系の粒子は、実験室サンプルの粒子サイズの変動に伴う傾きの変化と一致しています。
したがって、組成効果がこれらのスペクトル変動を説明する唯一のメカニズムであるとは想定できません。
オブジェクト。 灰色のバーは、散乱の増加を引き起こす顕著な地熱吸収特徴を持つ波長領域を表します。
そして、時には、暗い天体の観測にスペクトルアーチファクトが導入されます。
図 8. 天王星の衛星 Sycorax (上) および Caliban (下) と CI Chondrite Alais の実験室スペクトルとの比較
(Cloutis et al. 2011)。 実験室スペクトルのスペクトル変動は、テクスチャ、パッキング、および位相角に起因することが判明しました。
効果、Alais と Sycorax のスペクトルの類似性は、CI のような物質が、世界の物体に関連する類似体である可能性を示唆しています。
天王星系。 スペクトルは、0.5 ～ 0.8 μm で同じ平均値になるようにスケールされます。
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