ウェッブは非常に小さなメインベルトの小惑星を検出します

ウェッブは非常に小さなメインベルトの小惑星を検出します
2023年2月6日
NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescopeを使用して、ヨーロッパの天文学者の国際チームによって、これまで知られていなかった 100 ～ 200 メートルの小惑星 (ローマのコロッセオとほぼ同じサイズ) が検出されました。彼らのプロジェクトでは、中赤外線計器(MIRI) のキャリブレーションからのデータが使用されました。MIRI では、チームが交差する小惑星を偶然に検出しました。この天体はウェッブがこれまでに観測した中で最も小さい可能性が高く、火星と木星の間に位置する主な小惑星帯内にある長さ 1 キロメートル未満の天体の例である可能性があります。このオブジェクトの性質と特性をよりよく特徴付けるには、さらに多くの観察が必要です。


小惑星のイラスト（イメージ）
太陽系には小惑星と小さな岩体があふれています。天文学者は現在、太陽系初期のこれらの岩体の残骸が 110 万個以上あることを知っています。NASA/ESA/CSA ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡が赤外線波長でこれらの物体を探査する能力は、画期的な新しい科学につながると期待されていますが、科学者チームは、ウェッブが小さな物体や以前は未知の物体を偶然発見するという予期せぬ才能も持っていることを示しました。
ドイツのマックス・プランク地球外物理学研究所の天文学者であるトーマス・ミュラーは、「私たちは、まったく予想外に、公開されているMIRIキャリブレーション観測で小さな小惑星を検出しました」と説明しました。「測定は、黄道面を対象とした最初の MIRI 測定の一部であり、私たちの研究は、この機器で多くの新しいオブジェクトが検出されることを示唆しています。」
この小さな小惑星を明らかにした Webb 観測は、もともと新しい小惑星を探すために設計されたものではありません。ターゲットの明るさとオフセット望遠鏡の指向による技術的な理由で失敗したと考えました。それにもかかわらず、チームは小惑星 10920 のデータを使用して、オブジェクトの軌道を制限し、そのサイズを推定する新しい手法を確立してテストしました。この方法の有効性は、MIRI 観測を地上の望遠鏡および ESA のガイア ミッションからのデータと組み合わせて使用することで、小惑星 10920 に対して実証されました[2]。
MIRI データの分析の過程で、チームは同じ視野内に、以前は知られていなかった小型の侵入者を発見しました。チームの結果は、天体が 100 ～ 200 メートルの大きさで、非常に傾斜の小さい軌道を占めており、ウェッブ観測の時点ではメインベルトの内側に位置していたことを示唆しています。
「私たちの結果は、正しい考え方と少しの運があれば、『失敗した』ウェッブの観察でも科学的に役立つことを示しています」とミュラーは詳しく説明しました。「私たちの検出は主な小惑星帯にありますが、ウェッブの信じられないほどの感度により、この約 100 メートルの物体を 1 億キロメートル以上の距離で見ることができました。」
この小惑星の検出 - チームは、Webb によってこれまでに観測された最小のものであり、メインベルトで検出された最小のものの 1 つであると疑っています - 新しい小惑星の発見として確認された場合、形成の理解に重要な意味を持ちます。そして太陽系の進化。現在のモデルは、非常に小さいサイズの小惑星の発生を予測していますが、小さな小惑星は、これらのオブジェクトを観察するのが難しいため、より大きな対応物よりも詳細に研究されていません. 将来の専用 Webb 観測により、天文学者は 1 km 未満の小惑星を研究できるようになり、太陽系の形成に関するモデルを改良するために必要なデータが提供されます。
さらに、この結果は、ウェッブが偶然にも新しい小惑星の検出に貢献できることを示唆しています。チームは、太陽系の平面に近い短い MIRI 観測でも、常にいくつかの小惑星が含まれ、そのほとんどが未知の天体であると考えています。
検出された天体が新たに発見された小惑星であることを確認するには、天体の軌道を制限するためのフォローアップ研究から、背景の星との相対的な位置データがさらに必要です。
「これは、MIRI がメイン ベルトでこれまで検出できなかったサイズの小惑星を思いがけなく検出する能力を際立たせる素晴らしい結果です」と、米国ボルチモアにある宇宙望遠鏡科学研究所の Webb サポート科学者である Bryan Holler 氏は結論付けました。「これらの観測の繰り返しは予定されている過程にあり、それらの画像に新しい小惑星侵入者がいると完全に予想しています!」

注
[1] 主な小惑星帯は、太陽系の小惑星の大部分を含むドーナツ型の領域です。それは惑星火星と木星の軌道の間に大まかにあり、太陽の周りの地球の軌道の平面である黄道面と密接に並んでおり、太陽系の他の惑星が位置する大まかな平面でもあります.
[2] ESA のガイア ミッションは、天体の位置を正確に測定して、1 億以上の星の非常に正確な 3 次元マップを作成する過程にあります。

詳細情報
Webb は、これまでに宇宙に打ち上げられた最大かつ最も強力な望遠鏡です。国際協力協定に基づき、ESA はアリアン 5 ロケットを使用して望遠鏡の打ち上げサービスを提供しました。パートナーと協力して、ESA は Webb ミッション用のアリアン 5 適応の開発と認定、およびアリアンスペースによる打ち上げサービスの調達を担当しました。ESA はまた、主力の分光器 NIRSpec と、中央赤外線装置 MIRI の 50% を提供しました。MIRI は、JPL およびアリゾナ大学と提携して、国が資金を提供する欧州研究所のコンソーシアム (MIRI 欧州コンソーシアム) によって設計および構築されました。
Webb は、NASA、ESA、およびカナダ宇宙庁 (CSA) の間の国際パートナーシップです。
"Asteroids seen by JWST-MIRI: Radiometric size, distance, and orbit constraint", TG Muller et al. 著がAstronomy & Astrophysicsに掲載されました。