54598 ビエノール
細長いケンタウロス

54598 ビエノール
ビエノールの望遠鏡写真では、黒い背景に白い点が1つ写っている。
2005年9月3日にハッブル宇宙望遠鏡で撮影されたビエノール
ディスカバリー[1]
発見者深黄道調査
発見場所セロ・トロロ観測所
発見日2000年8月27日
指定
(54598) ビエノール
発音/ b aɪ ˈ iː n ɔːr / [2]
名前の由来
ビエノール
2000 QC 243
ケンタウロス[3]  · 遠い[1]
軌道特性[3]
エポック2025年5月5日 ( JD 2460800.5)
不確実性パラメータ0
観測弧72.28年（26,401日）
遠日点19.995 AU
近日点13.192 AU
16.594 AU
偏心0.2050
67.60年（24,690日）
345.994 °
0° 0 m 52.491秒/ 日
傾斜20.727°
337.791°
2027年12月21日
152.290°
既知の衛星0
土星 MOID4.066 AU [1]
天王星 MOID0.638 AU [1]
身体的特徴
寸法（254 ± 10 ) × (110 ± 8 ) × (90 ± 8 ) km [4] [a]
平均密度
0.55～1.15 g/cm 3 [5] : 4157 
9.1736 ± 0.0002 時間[4]
黄道に対して30° ± 3° [d]
35° ± 8° [4]
50° ± 3° [4]
0.065 ± 0.005 [4]
  • BR（TNOカラークラス）[6] [7] [8]
  • B−V =0.70 ± 0.02 [8] : 484 
  • V−R =0.47 ± 0.02 [8] : 484 
  • V−I =0.92 ± 0.04 [8] : 484 
約19 [1] [9]
7.47 ± 0.04（2016年平均）[5] [e] [10] : 7 

54598 ビエノール（仮称 2000 QC 243）は、太陽系外縁部で土星と天王星の間を公転するケンタウロス族の小惑星である。神話のケンタウロス族ビエノールにちなんで命名され、2000年8月27日にチリのセロ・トロロ汎米天文台の深黄道探査によって発見された。 [1]ビエノールは非常に細長い形をしており、最長部は254 km（158 mi）、最短部は90 km（56 mi）に達する。これは、大きさがわかっているケンタウロス族の中では最大級のものであり、10199 カリクロー、 2060カイロン、(95626) 2002 GZ 32に続いて、複数の人々によって同時に恒星掩蔽が検出された4番目のケンタウロス族の小惑星である。[4]

他のケンタウルス族と同様に、ビエノールは太陽系の外縁部にある海王星の外側の領域、すなわち太陽系外縁天体が存在する領域から誕生したと考えられている。ビエノールの現在の軌道は巨大惑星の重力の影響を強く受けており、このため軌道が不安定で、数百万年以内に放出される可能性がある。[5] [11]観測によると、ビエノールの表面は暗く灰色で、水の氷が含まれており、多量の有機化合物が含まれている可能性がある。[4] [12]ビエノールの明るさは9.17時間ごとに自転しているため周期的に変動するが、絶対等級（固有輝度）が徐々に明るくなるなど、説明が難しい異常な挙動もいくつか見られる。 [5]ビエノールの明るさの異常な変動や、ビエノールの直径の放射測定による過大評価などの他の異常現象から、一部の天文学者はビエノールには氷の環系、天然の衛星、または表面のアルベド変化があるのではないかと仮説を立てています。 [4] [10]

歴史

発見

2000年にビエノールを発見したセロ・トロロ天文台のビクトル・M・ブランコ望遠鏡の写真
2000年にビエノールを発見したセロ・トロロ天文台のビクトル・M・ブランコ望遠鏡

ビエノールは、天文学者マーク・W・ブイ、スーザン・D・カーン、ロバート（「ボブ」）・L・ミリス、ローレンス・H・ワッサーマン、ユージン・I・チャン、ジェシカ・ラヴァリング、ジェームズ・L・エリオット、カレン・J・ミーチ、デビッド・E・トリリング、R・マーク・ワグナー、ケリー・B・クランシーが率いる天文調査、ディープ・エクリプティック・サーベイ（DES）[1]によって2000年8月27日に発見されました。 [13] DESは1998年から2005年まで運用され、黄道領域の暗い太陽系外縁天体を発見することを目的としていました。[14] [15] DESに使用された望遠鏡の1つは、チリのセロ・トロロ米州天文台の4.0メートルビクター・M・ブランコ望遠鏡であり、 [14]この望遠鏡がビエノールの発見観測を行った。[16]ビエノールは、DESによって発見された木星と海王星の間の軌道を持つ数少ない天体の一つであった。[14] : 118–119 ビエノールの発見は、同月初めにローウェル天文台から再観測された後、2000年10月14日に小惑星センター（MPC）によって発表された。 [16]それ以来、ビエノールの発見前の観測がいくつか確認されているが、最も古い一連の観測は、 1953年1月12日のパロマー天文台のデジタルアーカイブ写真からのものである。 [1]

名前と番号

この天体はギリシャ神話のケンタウロス族の ビエノールにちなんで名付けられました。[1]これは太陽系のケンタウロス族が神話のケンタウロス族にちなんで命名されるという公式の天文学上の命名慣習に従っています。 [17] : 8 ギリシャ神話では、ビエノールはペイリトオスの花嫁ヒッポダメイアを結婚式で誘拐しようとしたが、英雄テセウスに殺されたケンタウロス族の1人でした。[1] [18] : 17 この名前は、DESチームメンバーのジェームズ（「ジム」）エリオットの妻、エレイン・K・エリオットによって提案されました。[18] : 17 この天体の命名は、2004年1月7日に国際天文学連合の小惑星センターによって発表されました。[19] : 37 

ビエノールは正式に命名される前は、発見された年と半月を示す仮の番号 2000 QC 243、[1] [5] : 4147 で知られていました。 [20]ビエノールの小惑星カタログ番号54598は、2003年2月16日に小惑星センターによって付与されました。[21]

軌道

ビエノールと外惑星の軌道を示す図
ビエノールと外惑星の軌道を示す図

ビエノールは土星と天王星の間を公転しており[11]、平均軌道距離は16.6 天文単位（AU）、公転周期は67.6年である[3]。楕円軌道を描き、天体を太陽の半径内に収めている。太陽から近日点までの距離13.2 AU遠日点では20.0 AUで、天王星の軌道をわずかに外側に横切ります。[3]ビエノールの軌道は、地球の軌道面（黄道とも呼ばれます）に対して20.7°傾いています。[3]ビエノールは天王星と5:4の平均運動軌道共鳴状態にあるようです。[11]もし確認されれば、この共鳴は他の惑星の重力摂動によって不安定になるため、100万年以上は持続しないでしょう。[11]

ビエノールはケンタウルス族に分類され、これは一般的に木星と海王星の間を公転し、小惑星と彗星の両方の特徴を持つと定義される太陽系の小天体の一種である。[4] : 1  [10] : 1 ケンタウルス族は海王星の外側の領域（カイパーベルトと散乱円盤を含む）から発生したと考えられているが、主に海王星などの巨大惑星との接近遭遇により、重力によって太陽の近くに散乱された。[5] : 4147  [10] : 1 ケンタウルス族は巨大惑星の重力摂動の影響を今も強く受けており、そのため軌道が不安定になり、数百万年以内に放出されやすい。[5] : 4147  [10] : 1 これは、ビエノールを含む現在のケンタウロス族が、過去数百万年以内に海王星の軌道内で太陽系に入ったことを示唆している。[10] : 1 

観察

ビジュアル

2004年にアパッチポイント天文台のスローンデジタルスカイサーベイによって撮影された、ビエノールと背景のいくつかの星や銀河の写真
ビエノール（丸で囲まれた部分）は、2004年9月22日にアパッチポイント天文台でスローンデジタルスカイサーベイによって撮影された。

2025年現在、ビエノールは北天の天球[ g][アップデート]に位置しており、現在の見かけの等級は約19である。[1] [9]その見かけの等級は地球からの距離に依存し、近日点では18に近づき、遠日点では21に近づく。[23] 2025年現在、ビエノールは72年以上観測されており、これは公転周期よりも長い。[1] [3][アップデート]

ビエノールの固有の明るさ、つまり絶対等級は、ビエノールの細長い形状の回転により数時間という短い時間スケールでは変化し、あまり明確でない理由により数年という長い時間スケールでは変化することが観測されている。[5] 2001年から2016年にかけて、ビエノールの回転平均絶対等級は8.1から7.4に明るくなったが、その正確な原因は不明であるが、考えられる説明としては、ビエノールの表面の明るい点か、ビエノールを周回するリングシステムのいずれかが挙げられる。[5] : 4154, 4157 どちらのシナリオも、この期間中に地球からビエノールを見る角度が変化するため、徐々に現れることを想定している。[5] : 4157 

掩蔽

ビエノールは空を移動しているときに、偶然に背景の星を掩蔽することがある。つまり、星の前を通過して、地球からその光を一時的に遮るのである。 [18] : 18 ビエノールで恒星の掩蔽を観測すると、その位置、形、大きさの正確な測定が可能になり、リングや天然の衛星を発見できる可能性があるが、[4] : 2  [5] : 4157 掩蔽を予測するには、事前の観測キャンペーンによる広範な天体測定が必要である。[4] : 2  [18] : 18 ビエノールによる掩蔽の最初の確実な検出は、2017年12月29日に1人の人物によって報告された。[18] : 18 複数人によって同時に検出された最初のビエノール掩蔽は、2019年1月11日に発生し、ポルトガルとスペインの8つの異なる望遠鏡の位置が関係していた（そのうち4つが掩蔽を検出した）。[10] : 2 ビエノールは、 10199 カリクロー、2060 カイロン、(95626) 2002 GZ 32に続いて、複数の人々によって同時に恒星掩蔽が確実に検出された4番目のケンタウロス族である。[10] : 1 ビエノールによる恒星掩蔽は、2022年、2023年、2024年にも複数の人々によって観測された。[4] [24]

左：ビエノールが2022年2月6日（a）、2022年12月26日（bとc）、2023年2月14日（d）に恒星を掩蔽したとき、米国東海岸（a）、日本（b）、西ヨーロッパ（cとd）などの人口密集地域に影を落とした。ビエノールの影の進路上にいた人々は、恒星を掩蔽する物体を観測できた。[4] ：3 
中央： 2022年2月6日（a；左）、2022年12月26日（b；中央）、2023年2月14日（c；右）の恒星掩蔽検出（弦）から構築されたビエノールのシルエット。2022年12月26日の弦の数が多いことから、ビエノールの細長い形状が明らかになった。[4] : 4 
右: 2024年11月6日の掩蔽弦から構築されたビエノールのシルエット[24]

身体的特徴

サイズ、形状、密度

ビエノールの細長い形状を示す図
2022年12月26日からの掩蔽弦に適合したビエノールの楕円体形状モデル。このモデルによると、ビエノールの回転北極は地球から離れた方向を向いていました。

ビエノールは非常に細長い天体で、その形状は254 km × 110 km × 90 km (158 mi × 68 mi × 56 mi) の三軸楕円体として近似される。 [4]最短の寸法である 90 km (56 mi) はビエノールの自転軸に平行であり、他の 2 つの軸はビエノールの赤道面に沿っている。[4]ビエノールの赤道 に沿った最長の寸法である 254 km (158 mi) は、最短の赤道寸法である 110 km (68 mi) の 2 倍以上である。天文学者は、恒星の掩蔽からビエノールのシルエットを観測し、時間の経過に伴う明るさの周期的な変化を測定することで、ビエノールの形状を決定することができた。[4] 2024年11月6日の恒星掩蔽の観測によると、ビエノールは前述の楕円体近似よりも細長く、最大長は275km（171マイル）に達する可能性があると示唆されている。[24]しかし、2024年の掩蔽に関する正式な分析はまだ発表されていない。[24]

ビエノールの大きさは、面積相当直径（地球から見える表面積に基づく）で表すことができますが、その三次元形状の回転により変化する可能性があります。[4] : 6  2011年と2016年に ハーシェル宇宙望遠鏡とアタカマ大型ミリ波干渉計によって行われたビエノールの熱放射の放射測定により、面積相当直径が最大179〜184 km（111〜114マイル）であると判明しました。これにより、ビエノールは、カリクロー、カイロン、2002 GZ 32に次ぐ、直径が測定されたケンタウロス族の中で最大級の天体の1つとなります。[18] : 18  [25]しかし、掩蔽からビエノールの面積相当直径を計算すると、ビエノールの自転を考慮しても、一貫して130〜170 km（81〜106 mi）のより小さな値が見つかりました。 [10] : 8  [4] : 6 ビエノールの面積相当直径の放射測定による推定値と掩蔽による推定値の不一致は、形状の不規則性、表面アルベドの変化、またはビエノールの未知の衛星によって引き起こされた可能性があります。[4] : 10 

ビエノールの質量と密度は測定されていないが、その形状と回転速度から、静水圧平衡にある純粋な自己重力流体体であると仮定して推定することができる。[4] : 2  [5]しかし、ビエノールが実際に静水圧平衡にあるかどうかは不明である。[10] : 8 それにもかかわらず、ビエノールの密度の推定値は0.55～1.15 g/cm 3 の範囲で、ビエノールの明るさが表面アルベドの変化や周回リングシステムなどの外部要因の影響を受けるかどうかによって異なります。[5] : 4157 太陽系の小天体の密度はサイズに応じて変化すると予想されるため、ビエノールの密度はおよそ0.7 g/cm 3 —小さな彗星の核よりも密度が高いが、直径約500 km（310 mi）の典型的な太陽系外縁天体よりも密度が低い。[5] : 4156–4157 

回転と光度曲線

ビエノールの回転光曲線は、時間の経過に伴うビエノールの明るさのグラフとして表され、深さの異なる 2 つの山と 2 つの谷を持つ正弦波に似ています。
2019年に測定されたビエノールの回転光度曲線。明るさが時間とともにどのように変化するかを示しています。ビエノールの光度曲線における2つの極小点は、深さが異なります。

ビエノールは細長い形状をしているため、9.17 時間ごとに自転し、見かけの明るさが振動します。[4] : 2, 5 ビエノールの自転周期は、時間の経過に伴う明るさの測定と光度曲線としてプロットすることで決定されました。この手法は 2001 年に初めてビエノールに適用されましたが、[26]天文学者がビエノールの正しい自転周期は約 9 時間であると認識したのは 2003 年になってからでした。[27] : 1151 ビエノールの自転期間中、光度曲線には 2 つの異なる山と谷のペアが現れ、その最小値は約 0.1 等級異なります。[10] : 11 これは、不規則な形状、ビエノールの極での表面アルベドの変化、 [5] : 4157 、または周回衛星またはリングが原因である可能性があります。 [4] : 9 

ビエノールは地球の軌道（黄道）に対して順行方向に回転し、その回転北極は黄道座標（λ、β） =（35°、+50°）の方向を指します。[4] ：10 これは、黄道に対して30°の軸の傾きに変換されます。 [d]ビエノールの回転極の方向は、恒星の掩蔽とビエノールの光度曲線の長期的な変化の観測によって決定されました。 [ 4]特に、ビエノールの光度曲線の明るさの変化量または振幅は、地球からのビエノールの回転の視野角の変化により、2001年から2016年の間に徐々に減少することが観測されました。[5] : 4152 ビエノールの光度曲線の振幅は2001年には約0.6等級で、極が地球にほぼ向いた2015年には0.08等級と最小値に達した。[5] : 4152, 4156 ビエノールの光度曲線の振幅は、ビエノールの赤道面が地球の視線と一直線になる2030年頃に最大となり、このとき真横向きの配置となる。[5] : 4156 

表面の色と構成

さまざまな大型ケンタウロスの大きさ、アルベド、色の比較を示すインフォグラフィック
様々な大型ケンタウルス族の直径、アルベド、色を比較した図。ビエノールは中央の列の左から2番目に示されています。

ビエノールは6.5%という低い幾何反射率を持つ暗い天体である。 [4] : 2, 10 可視光では太陽に対してスペクトル的に中立であり、[4] : 2  [h]、灰色をしている。[7] : 181  [29]可視光でのビエノールの色に基づいて、天文学者はそれを太陽系外縁天体のBR（「青赤」）グループ[7] : 186  [8]とケンタウロス族の「暗黒中立」グループのメンバーとして分類している。[4] : 1 ビエノールは数百万年前に太陽系外縁領域から現在の軌道に移動したと考えられているため、ビエノールの表面は太陽系外縁天体のものと似ていると予想される。[10] : 1  地球上の望遠鏡による近赤外線 分光法では、ビエノールの表面に水氷が検出されました。 [4] : 2  2009年に行われたビエノールの近赤外線スペクトルの分析では、その表面の13%が結晶水氷で構成されており、その粒子はビエノールの表面組成の残りの大部分は、暫定的に有機化合物であると示唆されている。[12] : 413 ジェイムズ ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、 2024年に中赤外線分光法でビエノールを観測したが、[31] : 2 既知の化合物に起因する認識可能なスペクトル特性は発見できなかった。[ 31] :  12 

リングまたは衛星の可能性

ビエノールは、カリクローやカイロンと特定の特徴、特に環を共有しているのではないかと疑われ、天文学者から科学的な関心を集めてきた。[5] : 4147  [10] : 1  2017年、エステラ・フェルナンデス＝バレンズエラ率いる研究チームは、ビエノールを取り囲む狭い氷物質の環によって、放射測定法による面積相当直径の過大評価、視野角による絶対等級の長期的変化、水氷濃度の変化など、ビエノールのさまざまな特異性を説明できるのではないかと提案した。[5] : 4156–4157  [10] : 10 あるいは、ビエノールの特異性は、天然の衛星または月の存在によって説明できるかもしれない。[4] : 2, 10  [10] : 11  2019年から2024年にかけてのビエノールによる恒星掩蔽では、リングや衛星の兆候は検出されなかったが、ビエノールの周囲にそれらが存在する可能性が排除されるわけではない。[4] : 10  [10] : 10  [24]ビエノールのリングは幅が狭すぎたり透明度が高すぎたりしたために検出されなかった可能性がある。2019年の掩蔽の観測では、ビエノールの周りのリングは、不透明度100%で半径幅が1.7 km (1.1 mi) より狭く、不透明度50%で3.4 km (2.1 mi) より狭くなければならないことが示唆されている。[10] : 10–11 一方、ビエノールを囲む仮想的な衛星の特性は、ビエノールの利用可能な観測データによって制約されないままである。[4] : 10 

探査コンセプト

ビエノールの宇宙船探査は、2008年から2011年にかけてNASAが行った、仮説的な放射性同位元素電気推進（REP）を動力とするケンタウルス族の周回衛星ミッションに関するケーススタディで議論​​された。[ 32 ] : 6 [ 33 ]  : 71 ビエノールは当初、このREPケンタウルス族周回衛星ミッションの潜在的な探査ターゲットと考えられていたが、ビエノールはミッションの時間的および質量的制約に適合しないと考えられたため、最終的には32532 テレウスに置き換えられた。 [32] : 6  [33] : 17, 71  NASAの2023年惑星科学10年調査に提案された別のケンタウルス族ミッションのコンセプトであるCentaur ORbiter And Lander（CORAL）では、ビエノールはカイロンやカリクローなどの他のケンタウルス族と並んで「最重要」ターゲットとしてリストされていた。[22] : 10 しかし、よりアクセスしやすいターゲット（433873）2015 BQ 311が採用されたため、これらすべては廃止されました。[22]

参照

注記

  1. ^ Rizos et al. (2024)は、もともとビエノールの楕円体の寸法をa、b、c 半軸（各直交方向の半径）で示していた。 [4]
  2. ^ 面積相当直径179～184  ± 6 kmは、 2011年と2016年にハーシェル宇宙望遠鏡とアタカマ大型ミリ波干渉計によってビエノールの熱放射の観測から放射測定された。[4] : 6 
  3. ^ 面積相当直径158 ± 16kmは、リゾスら（2024）の254×110×90kmの寸法を使用して、2011年と2016年のビエノールの投影面積から計算された。[4] ：6 これは、放射測定で測定された面積相当直径と一致しない。179～184  ± 6 km ;これは、形状の不規則性、表面アルベドの変化、または未知の自然衛星によるものである可能性があります。[4] : 6, 10 
  4. ^ ab 黄道に対する軸の傾きまたは傾斜角 i は、黄道緯度から黄道北極(+90°)を引くことで得られます。βはビエノールの北極方向の黄道緯度 (度) です。 私 ＝ 90 − β {\displaystyle i=90-\beta }
  5. ^ ビエノールは細長い形状をしているため、時間の経過とともに回転すると、見かけの等級と絶対等級が0.3等級変化することがあります。 [4] : 5–6 さらに、ビエノールの絶対等級は、数年のタイムスケールで徐々に変化することが観測されています。[5] : 4154, 4157  2016年の観測では、回転平均絶対等級は7.47 ± 0.04 . [5] : 4150 
  6. ^ ケンタウルス族の定義については、研究者によって基準が異なるため、普遍的に合意されたものは存在しません（ケンタウルス族（太陽系の小天体）#矛盾する基準を参照）。[4] : 1 いずれにせよ、ケンタウルス族は木星と海王星の間を周回していると広く考えられています。[5] [10] : 1  [22] : 2 
  7. ^ 北天半球には、赤緯が0°（正）より大きい天球部分が含まれます。ビエノールの天球上の位置の赤緯は2025年時点では正ですが[アップデート]、軌道運動が遅いため徐々に変化します。[1] [9]
  8. ^ 「スペクトル的に中立な」物体は、ある波長範囲（例えば可視スペクトル）にわたって同程度の量の光を反射する。[28] : L10 

参考文献

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