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小惑星族

小惑星族とは、軌道長半径、離心率、軌道傾斜角など類似の固有軌道要素を持つ小惑星の集団である。小惑星族に分類されるものは、過去の小惑星同士の衝突によって生じた断片であることもあるが、現在その軌道に偶然入り込んだもので過去は違った軌道を取っていたもの、あるいはたまたま軌道要素が同じだけで別々に形成された場合もある。

特徴

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大きく、顕著な小惑星族は族内に数百の小惑星を含んでおり、まだ発見されていない小惑星やまだ分析されていない小さな小惑星を含んでいる可能性がある。 小さな小惑星族でも族内に10程度の特定された小惑星を含んでおり、メインベルト（小惑星帯）の33%~35%の小惑星はいずれかの小惑星族に含まれる。

20~30は確かに確認された小惑星族があり、数十以下のグループがある。たいていの小惑星族は小惑星帯に見つかっており、パラス族、ハンガリア族、フォカエア族などのように長半径が長く、小惑星帯より軌道傾斜角が大きい傾向にある。また、太陽系外縁天体の準惑星であるハウメアも小惑星族を従えていると考えられる。 いくつかの研究ではトロヤ群の中に衝突でできた小惑星族の証拠を探そうとしたものの、決定的な証拠は得られていない。

発生・消滅

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小惑星族は小惑星同士の衝突によって形成されたものと考えられている。多くの場合、母天体が砕け、類似した軌道上に小惑星族となる多くの小惑星が残る。また、母天体を完全に崩壊させない程度の大型のクレーター形成の結果、小惑星族が生成されることもある。ベスタ族、パラス族、ヒギエア族、マッサリア族など、小惑星族全体の体積に対して大きな小惑星を持つ小惑星族の多くはクレーター形成の結果できたものと考えられる。

いくつかの小惑星族では現在満足に説明できない複雑な内部構成のものもあるが、これらのものは同じ軌道範囲内で何度か衝突があったのではないかと考えられている。

衝突でできるゆえ、ほとんどの小惑星族内の小惑星の構造は良く似ている。大型の小惑星に大きな衝突が生じてできたものは核部分と表層部分に違いがあるため、小惑星のスペクトル型が違う小惑星が含まれることもある。

小惑星族の寿命はさまざまな外部要因にもかかわっているものの、およそ10億年程あると考えられる。これは太陽系の年齢（46億年）に対し短いため、太陽系の初期にできたものはもう小惑星族としての軌道共有の機能を失っているだろうと考えられている。

小惑星族が崩壊していく理由は次のようなものが考えられる。

小さい小惑星のほうが軌道共鳴やヤルコフスキー効果などを被りやすいため、急速に小惑星族の軌道範囲から消えていくと考えられる。いくつかについては一億年近くから数百万年足らずまで試験的に時代が見積もられており、カリン族は数百万年程度の年齢と考えられる[1]。

年齢の高い小惑星族ほど属する小惑星が拡散し、属する小惑星が少なくなると考えられ、これが一番簡単な小惑星族の年代測定の基準となっている。小惑星番号の大きい古い小惑星族である場合、隕鉄の科学的比率が分析の更なる証拠になる。小惑星が生成する際、コアが露出し削れるか、崩壊する程度の衝突があったと考えられ、これは母天体が最小でも50から100に砕ける余裕のある大きさであったことを示す。このため属する小惑星が少なければそれだけ古いものと考えられるからである。

上記のような理由で小惑星族は、中期には小型中型の小惑星の多くを失い、最終的に大型小惑星のいくつかを残すのみとなり、それも消えていく。メティスとアマルテアの二つはそのような小惑星族の最終的なものではないかと考えられている。

軌道・分類

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メインベルトの軌道要素を図にすると、メインベルトに対して異なった軌道の集中が見られる。この軌道集中が小惑星族である。

厳密に言うと、族は時間をかけて規則的に変化する接触軌道要素よりも、固有軌道要素を分析することによって特定されている。固有軌道要素は関連した一定の動きで、何千万年、何億年もの間ほとんど一定のまま残っている。

日本の天文学者、平山清次は小惑星の軌道に関する見積もりを研究、有名ないくつもの小惑星族を発見し、この分野を開拓した。この名誉によって、彼が見つけた5つの小惑星族は平山族とも呼ばれる。その他、小惑星族の研究者にはイタリアのヴィンチェンツォ・ザッパラ、日本の古在由秀などがいる。

20世紀末には、機械技術の進歩によってコンピューターを利用した研究で多くの小惑星族が上がるようになった。一番特徴的な小惑星族探知方法は、軌道要素の範囲で距離が最も近くにある小さい小惑星を探し出し組分けるHierarchical Clustering Methodである。また、軌道要素域に小惑星密度の地図を作り、密度のピークから小惑星族を探すWavelet Analysis Methodもある。

小惑星族の境界は、メインベルトと交わるのであいまいになっている。そのため構成員（小惑星族を構成する小惑星）数はほとんど知られているだけであり、境界付近の小惑星の小惑星族としての資格はよくわかっていない。研究者によって特定の小惑星族に含まれるかどうか、またはどの小惑星族に含まれるか意見が分かれている小惑星も少なくない。

さらに、多様な小惑星があるであろう境界付近からは、小惑星族以外の侵入者もあると考えられる。小惑星族は衝突で構成されたと考えられるため、原則として族内の構成員の多くと合わないスペクトル特性を持つものは侵入者と考えられる。代表例がかつて最大の小惑星とされていた準惑星のケレスであり、過去はケレス族という小惑星族と考えられていたが、ケレスは侵入者とみなされたため、現在ではゲフィオン族と名を改めている。

また、逆に小惑星族外端の小惑星はスペクトル分類によって構成員か否かを調べており、ベスタ族（変わったスペクトルの小惑星が多い）はそのような方法で調査をされた。

分類

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小惑星族の中でも、衝突が母体小惑星を完全に破壊せず、断片を出す程度の衝突で生成された小惑星族をクレーター形成系小惑星族とよぶ。

他の用語は主に違いが少ないか、統計的に確かでない『名目上の家族』のグループのタイプを区別するのに使用する。

  • Clumpsは、内有する小惑星が少ないものの、他の小惑星の軌道と明確に異なっている小惑星族に使われる（ジュノー族がこれに当たる）。
  • Clansは、他の小惑星の軌道との境界がわかりづらく、外部小惑星が同族かどうかを決め難くする複雑な構成であり、同じ軌道の関係ない小惑星を含む可能性のある小惑星族に使われる（フローラ族がこう呼ばれる）。
  • Tribesは、小惑星族内の軌道数値の密度が小さかったり不確実性が高かったりという理由で、他の小惑星の軌道と比べ分けきれるほど重要であるがそれほど確かでない小惑星族に使われる。

大きな小惑星族の中にはサブグループを含むものがあるとも考えられている。ニサ族のサブグループのポラナ族などがこれにあたる。

なお、火星や木星との軌道共鳴によって特定の軌道に集まった小惑星のグループもあるが、これらは小惑星族ではない。代表的なものはトロヤ群で、ヒルダ族やキュベレー族、ハンガリア族もこちらの可能性がある。太陽系外縁天体には海王星と軌道共鳴している冥王星族やトゥーティノ族などいくつかのグループがある。

一覧

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2015年に、当時40万個近くあった番号が付けられた小惑星をもとに、合計約10万個の小惑星が分類された122の注目すべき「族」を特定した研究が行われた[2]:23。このデータは「Small Bodies Data Ferret」で公開されていた[3]。 この表の1列目には、ファミリー識別番号（FIN, family identifier number）が記載されている。これは、識別された族が現在使われている族名から変更された際に継続して識別できるように、数値でラベル付けしたものである[2]:17。

FIN 族 略 個数 分類 アルベド 母体 ・備考 Cat LoMP
001 ヒルダ族 HIL 409 C 0.04 (153)ヒルダ ・複数の小惑星族と共にヒルダ群を構成する cat list
002 シューバルト族 SHU 352 C 0.03 (1911)シューバルト ・複数の小惑星族と共にヒルダ群を構成する cat list
003 ハンガリア族 H 2965 E 0.35 (434)ハンガリア ・複数の小惑星族と共にハンガリア群を構成する cat list
004 ヘクトル族 HEK 12 – – (624)ヘクトル ・L4 cat list
005 エウリュバテス族 ERY 218 CP 0.06 (3548)エウリュバテス ・L4 cat list
006 (名称未定)[注釈 1] 006 7 – 0.06 (9799)Thronium ・L4 list
007 ジェームズ・ボンド族[注釈 2] 007 1 ASP – (9007)ジェームズ・ボンド list
008 Arkesilaos族 ARK 37 – – (20961)Arkesilaos ・L4 cat list
009 Ennomos族 ENM 30 – 0.06 (4709)Ennomos ・L4 cat list
010 (名称未定) 010 13 – 0.09 (247341)2001 UV209 ・L5 list
401 ベスタ族 V 15252 V 0.35 (4)ベスタ cat list
402 フローラ族
(アリアドネ族)		 FLO 13786 S 0.30 (8)フローラ ・ 典型的な小惑星族。CarrubaとMilaniによると、正当な小惑星族ではなく、代わりにフローラ族領域はそれぞれベルギカ族とデュポンタ族に分類されている[4][5]。 cat list
403 バティスティーナ族 BAP 2500 X 0.16 (298)バティスティーナ cat list
404 マッサリア族 MAS 6424 S 0.22 (20)マッサリア cat list
405 ニサ族
(ポラナ族、ヘルタ族、オイラリア族)		 NYS 19073 SFC 0.28
0.06		 (44)ニサ/(142)ポラナ ・ヘルタ族、オイラリア族も含む cat list
406 エリゴネ族 ERI 1776 CX 0.06 (163)エリゴネ ・マルテス族と同一の衝突族とされる場合もある (Src)。 cat list
407 クラリッサ族 CLA 179 X 0.05 (302)クラリッサ cat list
408 スラミティス族 SUL 303 C 0.04 (752)スラミティス cat list
409 Lucienne族 LCI 142 S 0.22 (1892)Lucienne cat list
410 エウテルペ族 EUT 474 S 0.26 (27)エウテルペ cat list
411 Datura族 DAT 6 S 0.21 (1270)Datura ・他に(60151)、(90265)、(203370)、(215619)、(338309)が所属 cat list
412 Lucascavin族 LCA 3 S – (21509)Lucascavin ・他に(180255)、(209570)が所属 cat list
413 クリオ族 KLI 330 C 0.07 (84)クリオ cat list
414 キマエラ族 CIM 108 CX 0.06 (623)キマエラ cat list
415 カルダエア族
(Salli族)		 CHL 132 C 0.07 (313)カルダエア ・Masieroにより(1715)Salli族と分類されている。 cat list
416 スヴェア族 SVE 48 CX 0.06 (329)スヴェア cat list
417 (名称未定) 417 9 – – (108138)2001 GB11 list
701 フォカエア族 PHO 1989 S 0.22 (25)フォカエア cat list
501 ジュノー族 JUN 1684 S 0.25 (3)ジュノー cat list
502 エウノミア族 EUN 5670 S 0.19 (15) エウノミア cat list
504 ネメシス族
(リベラトリックス族もしくはZdeněkhorský族)		 NEM 1302 C 0.05 (128)ネメシス cat list
505 アデオナ族 ADE 2236 C 0.07 (145)アデオナ cat list
506 マリア族
(ローマ族)		 MAR 2940 S 0.25 (170)マリア ・(472)ローマ族とも[6] cat list
507 パドゥア族
(リディア族)		 PAD 1087 X 0.10 (363)パドゥア ・リディア族とも cat list
508 アエオリア族 AEO 296 X 0.17 (396)アエオリア cat list
509 クロリス族 CLO 424 C 0.06 (410)クロリス cat list
510 ミサ族 MIS 702 C 0.03 (569)ミサ cat list
511 ブランゲーネ族 BRG 195 S 0.10 (606)ブランゲーネ cat list
512 ドーラ族 DOR 1259 C 0.05 (668)ドーラ cat list
513 メルクシア族 MRX 1215 S 0.23 (808)メルクシア cat list
514 アグニア族 AGN 2125 S 0.18 (847)アグニア cat list
515 アストリッド族 AST 489 C 0.08 (1128)アストリッド cat list
516 ゲフィオン族
(ケレス族、ミネルヴァ族)		 GEF 2547 S 0.20 (1272)ゲフィオン ・ケレス族、ミネルヴァ族ともいわれていた。 cat list
517 Konig族 KON 354 CX 0.04 (3815)König cat list
518 ラフィタ族 RAF 1295 S 0.25 (1644)ラフィタ ・ラフィタ自身が侵入者の可能性あり cat list
519 ホフマイスター族 HOF 1819 CF 0.04 (1726)ホフマイスター cat list
520 Iannini族 IAN 150 S 0.32 (4652)Iannini cat list
521 Kazuya族 KAZ 44 S 0.21 (7353)Kazuya cat list
522 イノ族 INO 463 S 0.24 (173)イノ cat list
523 Emilkowalski族 EMI 4 S 0.20 (14627)Emilkowalski ・他に(126761)、(224559)、(256124)が所属 cat list
524 Brugmansia族 524 3 S – (16598)Brugmansia ・他に(190603)、(218697)が所属 cat list
525 Schulhof族 SHF 5 S 0.27 (2384)Schulhof ・他に(81337)、(140600)、(271044)、(286239)が所属 cat list
526 (名称未定) 526 58 C 0.06 (53546)2000 BY6 — list
527 Lorre族 LOR 2 C 0.05 (5438)'Lorre ・他に(208099)が所属 cat list
528 レオニダス族 LEO 135 CX 0.07 (2782)レオニダス ・ビビリア族に含まれる cat list
529 ビビリア族 VIB 180 C 0.06 (144)ビビリア cat list
530 ファエオ族 PAE 146 X 0.06 (322)ファエオ cat list
531 Mitidika族 MIT 653 C 0.06 (2262)Mitidika ・Mitidika自身は含まれていない。(99)、(404)などは含まれる cat list
532 河南族 HEN 1872 L 0.20 (2085)河南 cat list
533 Hanna族 HNA 280 CX 0.05 (1668)Hanna cat list
534 Karma族 KRM 124 CX 0.05 (3811)Karma cat list
535 Witt族 WIT 1618 S 0.26 (2732)Witt cat list
536 Xizang族 XIZ 275 – 0.12 (2344)Xizang cat list
537 ワトソニア族 WAT 99 L 0.13 (729)ワトソニア cat list
538 Jones族 JNS 22 T 0.05 (3152)Jones cat list
539 アエリア族 AER 272 X 0.17 (369)アエリア cat list
540 ジュリア族 JUL 33 S 0.19 (89)ジュリア cat list
541 Postrema族 POS 108 CX 0.05 (1484)Postrema cat list
801 パラス族 PAL 128 B 0.16 (2)パラス cat list
802 ガリア族 GAL 182 S 0.17 (148)ガリア cat list
803 ハンザ族 HNS 1094 S 0.26 (480)ハンザ cat list
804 ゲルスイント族 GER 415 S 0.15 (686)ゲルスイント cat list
805 バルセロナ族 BAR 306 S 0.25 (945)バルセロナ cat list
806 Tina族 TIN 96 X 0.34 (1222)Tina cat list
807 Brucato族 BRU 342 CX 0.06 (4203)Brucato cat list
601 ヒギエア族 HYG 4854 CB 0.06 (10)ヒギエア cat list
602 テミス族 THM 4782 C 0.07 (24)テミス cat list
603 シルヴィア族 SYL 255 X 0.05 (87)シルヴィア ・キュベレー族に含まれる cat list
604 メリボエア族 MEL 444 C 0.05 (137)メリボエア cat list
605 コロニス族
(ラクリモサ族)		 KOR 5949 S 0.15 (158)コロニス ・ラクリモサ族とも cat list
606 エオス族 EOS 9789 K 0.13 (221)エオス cat list
607 エンマ族 EMA 76 C 0.05 (283)エンマ cat list
608 ブラジリア族 BRA 579 X 0.18 (293)ブラジリア ・ブラジリア自身が侵入者の可能性があり、リストには載っていない cat list
609 ヴェリタス族 VER 1294 CPD 0.07 (490)ヴェリタス cat list
610 カリン族 KAR 541 S 0.21 (832)カリン ・コロニス族に含まれる[2]:8,18 cat list
611 ナエマ族 NAE 301 C 0.08 (845)ナエマ cat list
612 Tirela族
(クルンプケア族)		 TIR 1395 S 0.07 (1400)Tirela ・クルンプケア族とも cat list
613 Lixiaohua族
(Gantrisch族)		 LIX 756 CX 0.04 (3556)Lixiaohua ・Gantrischも同程度の大きさで小惑星番号も近い(src)。 cat list
614 Telramund族
(クリュタイムネストラ族)		 TEL 468 S 0.22 (9506)Telramund ・クリュタイムネストラ族とも cat list
615 (名称未定) 615 104 CX 0.17 (18405)1993 FY12 — list
616 カリス族 CHA 808 C 0.08 (627)カリス cat list
617 テオバルダ族 THB 376 CX 0.06 (778)テオバルダ cat list
618 Terentia族 TRE 79 C 0.07 (1189)Terentia cat list
619 Lau族 LAU 56 S 0.27 (10811)Lau cat list
620 ビーグル族 BGL 148 C 0.09 (656))ビーグル ・テミス族に内包されている。(7968) エルスト・ピサロ彗星も含む[2]:7,8,18 cat list
621 コロニス族 (II) K-2 246 S 0.14 (158)コロニス ・"サブグループ" cat list
622 テルプシコレ族 TRP 138 C 0.05 (81)テルプシコレ cat list
623 フリンギラ族 FIR 134 X 0.05 (709)フリンギラ cat list
624 Durisen族 DUR 27 X 0.04 (5567)Durisen cat list
625 Yakovlev族 YAK 67 C 0.05 (5614)Yakovlev cat list
626 San Marcello族 SAN 144 X 0.19 (7481)San Marcello cat list
627 (名称未定) 627 38 CX 0.05 (15454)1998 YB3 — list
628 (名称未定) 628 248 S 0.10 (15477)1999 CG1 — list
629 (名称未定) 629 58 S 0.21 (36256)1999 XT17 — list
630 アエグレ族 AEG 99 CX 0.07 (96)アエグレ cat list
631 ウルスラ族 URS 1466 CX 0.06 (375)ウルスラ cat list
632 エルフリーデ族 ELF 63 C 0.05 (618)エルフリーデ cat list
633 イタ族 ITH 54 S 0.23 (918)イタ cat list
634 イナラダス族 INA 38 CX 0.07 (3438)イナラダス cat list
635 Anfimov族 ANF 58 S 0.16 (7468)Anfimov cat list
636 マルコーニア族 MRC 34 CX 0.05 (1332)マルコーニア cat list
637 (名称未定) 637 64 CX 0.05 (106302)2000 UJ87 — list
638 クロアチア族 CRO 93 X 0.07 (589)クロアチア cat list
639 イムヒルデ族 IMH 43 CX 0.05 (926)イムヒルデ cat list
640 Gibbs族 GBS 8 – – 331P/ギッブス彗星 "P/2012 F5 (Gibbs)" — –
641 ユリアナ族 JLI 76 CX 0.05 (816)ユリアナ cat list
901 エウフロシネ族 EUP 2035 C 0.06 (31)エウフロシネ cat list
902 アラウダ族 ALA 1294 B 0.07 (702)アラウダ cat list
903 ウラ族 ULA 26 X 0.05 (909)ウラ ・キュベレー族に含まれる cat list
904 ルーテラ族
(カルトヴェリア族)		 LUT 163 X 0.04 (1303)ルーテラ ・カルトヴェリア族とも cat list
905 アルメニア族 ARM 40 C 0.05 (780)アルメニア cat list

脚注

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[脚注の使い方]

注釈

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  1. ^ 中心となる9799番小惑星には2021年に命名されたが、2015年の研究時には族名は決定されていない。
  2. ^ この族が007に分類されたのはD. Nesvornýのジョークである。

出典

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  1. ^ Nesvorný, David; Bottke Jr, William F.; Dones, Luke; Levison, Harold F. (2002-06). “The recent breakup of an asteroid in the main-belt region” (英語). Nature 417 (6890): 720–721. doi:10.1038/nature00789. ISSN 1476-4687. https://www.nature.com/articles/nature00789. 
  2. ^ a b c d D. Nesvorný; M. Broz; V. Carruba (December 2014). Identification and Dynamical Properties of Asteroid Families. 297–321. arXiv:1502.01628. Bibcode: 2015aste.book..297N. doi:10.2458/azu_uapress_9780816532131-ch016. ISBN 9780816532131 
  3. ^ “Small Bodies Data Ferret”. Nesvorny HCM Asteroid Families V3.0. 2 August 2017時点のオリジナルよりアーカイブ。22 July 2017閲覧。
  4. ^ Milani, Andrea; Cellino, Alberto; Knezevic, Zoran; Novakovic, Bojan; Spoto, Federica; Paolicchi, Paolo (September 2014). “Asteroid families classification: Exploiting very large datasets”. Icarus 239: 46–73. arXiv:1312.7702. Bibcode: 2014Icar..239...46M. doi:10.1016/j.icarus.2014.05.039. 
  5. ^ Carruba, V.; Domingos, R. C.; Nesvorný, D.; Roig, F.; Huaman, M. E.; Souami, D. (August 2013). “A multidomain approach to asteroid families' identification”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 433 (3): 2075–2096. arXiv:1305.4847. Bibcode: 2013MNRAS.433.2075C. doi:10.1093/mnras/stt884. 
  6. ^ Masiero, Joseph R.; Mainzer, A. K.; Bauer, J. M.; Grav, T.; Nugent, C. R.; Stevenson, R. (June 2013). “Asteroid Family Identification Using the Hierarchical Clustering Method and WISE/NEOWISE Physical Properties”. The Astrophysical Journal 770 (1): 22. arXiv:1305.1607. Bibcode: 2013ApJ...770....7M. doi:10.1088/0004-637X/770/1/7. 

関連項目

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外部リンク

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