表面地すべり後のトップ型小惑星周辺の衛星と赤道山脈の形成

表面地すべり後のトップ型小惑星周辺の衛星と赤道山脈の形成
2022年9月15日提出
概要
地球に近い小惑星の中で、トップ型の小惑星が観測されています。それらの約半分は、
衛星を持っていると報告されており (上部の形をした原始星の約 1wt.% のオーダー)、それらの多くは
赤道尾根。最近の研究では、小惑星の謎めいた頂部の形 (例えば、
リュウグウ、ベンヌ、ディディモス) は、原始地震の軸対称な地滑りに起因する可能性があります。
ブレイクアップ回転期付近で高速スピンアップ。このような地すべりは、必然的に微粒子を形成します。
短いタイムスケール（〜3時間）で小惑星の周りの円盤。ただし、長期的な完全な動的
進化は調査されていません。ここでは、連続シミュレーション (～ 700 時間) を実行して、
てっぺんの形をした小惑星と粒子を形成する表面の地滑りからの一連の出来事
ディスクからディスクへの進化。円盤が急速に広がり、衛星を生成することを示します（〜300以内）
時間）。形成された衛星の質量は、頂上の形をした衛星の周りで観測されたものと一致しています。
小惑星。また、赤道尾根が自然に形成されることも示しています。
ディスク粒子は、小惑星の赤道領域に選択的に再付着します。私たちが思い描くリュウグウ
ベンヌはかつて、その後の衛星の軌道のために失われた古代の衛星を持つことができました
進化。代わりに、ディディモスのように衛星を持っている上部の形をした小惑星では、
衛星の軌道進化が発生し、衛星が失われることになります。私たちの研究も
崩壊自転期近くの瓦礫の山小惑星に定性的に適用可能です。
キーワード: 小惑星 (72);近地球天体 (1092)


図 1. 私たちの論文の概略図。 パネル (a): YORP 効果などによってラブルパイル小惑星がスピンアップし、
小さな衝突、惑星との接近遭遇、壊滅的な衝突後の再蓄積。 パネル (b): 表面の地すべり
臨界スピン状態が実現され、トップ型の図形が形成されるときに発生します (Sugiura et al. 2021)。 パネル (c): 微粒子ディスク
粒子間の非弾性衝突と重力相互作用による広がり。 パネル (d): 衛星は重力で降着する
中央のコマ状天体のロッシュ限界の外側にあり、再降着により軸対称の赤道尾根が形成される
ディスク粒子の。 パネル (e) と (f): 形成された衛星は失われたり残ったりします。
衛星と小惑星。


図 2. 地滑り後の円盤全体の進化。 灰色の粒子は、トップ形状のプライマリのメンバー粒子を表します。
濃い灰色の粒子は、ディスク粒子と重力の塊のメンバー粒子を表します (後に形成された衛星を含む)
エポック）。 黒丸はプライマリーのロシュ限界を示します (rR ∼ 2.5Rc ここで Rc = 500m を使用)。


図 3. 図 2 と同じですが、ビューの端です。


図 4. 円盤の質量の進化 (左パネル; 最大の衛星の質量は含まない) と最大の衛星の質量
3 つの衛星 (右パネル)。 t 付近で ∼ 1 × 10^5s
Δt ∼ 10^4s の時間間隔で
、地すべりが発生し、粒子
ディスクが形成されます (左パネル)。 円盤は広がり、質量が 0.001Mc を超える重力の塊を形成し始めます。
t ∼ 5.5 × 10^5
ここで、Mc は中央プライマリの質量です。 シミュレーションの結果、2つの大きな衛星が形成されました
(t = 25 × 10^5s; ～ 700h)。


図 5. 初期図 (t = 0h; 左パネル) と円盤進化後 (t ~ 700h; 左図) の小惑星の形状の比較。
右パネル）。 黒い円は半径 500 メートルの円を示します。

5. まとめ
この研究では、SPH シミュレーションを使用して、上部の形をした小惑星と
ディスクからディスクへの微粒子の進化 (図 1)。によって形成される粒子円盤が数値的に実証されました。
表面の地滑りは急速に広がり、生成します。てっぺん型のロシュ限界のすぐ外側の衛星
小惑星 (～ 300 時間以内)。衛星の質量はトップシェイプの周りに観察されるものと一致
小惑星 (プライマリの ~ 1wt.% のオーダー)。
また、赤道尾根が円盤粒子の一部が赤道領域に選択的に再付着するため、自然に形成されます。
主要な。
潮汐の相互作用と、衛星と小惑星の間のバイナリ YORP (BYORP) 効果は、それらの間の軌道間隔を変更します。の
軌道分離のタイムスケールと方向 (縮小または拡大) は、軌道の詳細に大きく依存します。
衛星と小惑星の表面特性。これは、長期的な軌道進化により、上部の形をした小惑星の周りに多様な月系が生成される可能性があることを示しています。
トップシェイプのリュウグウとベンヌが結果として後に失われた太古の衛星をかつて持っている
連続する衛星の軌道進化の。あるいは、ディディモスなど、今日の他の上部の形をした小惑星は、伴月。これらの場合、重要な軌道はありません
衛星の進化が起こった可能性があります
その損失につながります。
私たちの研究は、トップ型の小惑星に焦点を当てました。しかし、衛星の形成と赤道山脈の形成という地表地すべりの影響に関する我々の結果は、質的に（必ずしも定量的にではないが）、小さな瓦礫の山を持つ小惑星に適用することができる
分裂ローテーション期近く。確かに、杉浦等。
(2021) は、有効摩擦角および/またはスピンアップ率を変更すると、さまざまなパターンが生じることを示しました
さまざまなディスク形成による変形モードの説明 (図 1 を参照)。粒子円盤が形成されると、
衛星と赤道の尾根は自然にそして必然的に形成されます。したがって、長期的な進化は、多様な小惑星系につながるだろう (Cuk ' も参照)
2007; Jacobson & Scheeres 2011;クック等。 2021´)。
理論とモデリングのさらなる発展　特にBYORP効果に関する研究、
個々の小惑星の表面と粒子の特性をよりよく理解して、この結果をさらに制約し、検証する必要があります。
勉強。赤道山脈の堆積とその後の地質過程に関するさらなる研究
も求められます。リターンサンプルの分析JAXAのはやぶさ2やNASAのOSIRIS-RExもNASA の DART によって取得されるデータとして
ESA の HERA ミッションは、トップシェイプの小惑星の性質と進化をよりよく理解するのに役立ちます。