（216）クレオパトラ、低密度の臨界回転M型小惑星

犬のおやつの骨型の小惑星（216）クレオパトラは分化した小惑星同士の正面衝突でバラバラになった後2か所に集積したのちに連結した説です。以下、機械翻訳。
（216）クレオパトラ、低密度の臨界回転M型小惑星
2021年8月16日に提出
コンテクスト。M / Xeタイプのトリプル小惑星システムの3D形状の最近の推定（216）クレオパトラは、密度が～5g/cm^3であることを示しました。このような高密度は、金属含有量が高く、気孔率が低いことを意味し、その独特のダンベル形状との調和が容易ではありません。
目的。VLT / SPHERE / ZIMPOLカメラの前例のない角度分解能を考慮して、Kleopatraの質量と形状を高精度で、したがってその密度を制限することを目指しています。メソッド。2017年と2018年に記録されたクレオパトラの新しいVLT / SPHERE観測をアーカイブデータ、光度曲線、掩蔽、遅延ドップラー画像と組み合わせて、2つの異なるアルゴリズム（ADAM、MPCD）を使用して3D形状モデルを導出しました。さらに、N体力学モデルにより、添付の論文で説明されているように、2つの衛星の軌道要素を取得することができました。
結果。クレオパトラの形は、2つのローブと太い首を持つ平衡ダンベルの形に非常に近いです。その体積相当直径（118.75±1.40）kmと質量（2.97±0.32）10＾18 kgは、（3.38±0.50g/cm^3のかさ密度を意味します）。おそらく金属が豊富なボディのこのような低密度は、一次内の実質的な多孔性を示しています。この多孔質構造は、そのほぼ平衡形状とともに、巨大な衝撃とそれに続く再蓄積を含む形成シナリオと互換性があります。クレオパトラの現在の自転周期とダンベルの形は、それが臨界回転状態にあることを意味します。体の赤道に沿った低い有効重力は、衛星の赤道軌道とおそらくラブルパイル構造とともに、衛星が質量の脱落によって形成された可能性を開きます。
結論。Kleopatraは、プライマリの固有の特性により、不可解な複数のシステムです。それは、超大型望遠鏡とおそらく専用の宇宙ミッションで、将来特に注目に値します。


図1：クレオパトラのVLT / SPHERE / ZIMPOLデコンボリューション画像との対応する投影の比較
MPCDおよびADAM形状モデル。 赤い矢印はスピン軸の方向を示しています。 リアルなイルミネーションを使用して
OASISソフトウェアを使用してモデルの局所的な地形を強調表示します（Jorda et al.2010）。 両方のモデルの残差が表示されます
下の2行では、より具体的には、それぞれに関連付けられた機器ノイズの単位でのカイ2乗ピクセル残差です。
ピクセル（フォトンおよび読み出しノイズ）。


図2：シェパードらのレーダー形状モデルのレンダリングビュー。 （2018）（左パネル）、ADAMおよびMPCDモデル（中央および
右のパネル）Y-（上のパネル）とZ +（下のパネル）の体軸から見たもの。 質量不足または火口はMPCDモデルの小さなローブ上に表示されます
。


図3：左側の処理されたZIMPOL画像、周囲の衛星、CleoSeleneおよびAlexHeliosの存在を明らかに
（216）2つの時代のクレオパトラ（下：2017-07-14、上：2017-08-22）。 ハローと同じくらいかすかな月を明らかにするために（期限
AO補正を不完全にするために、プライマリ（右の画像）を中心とした画像の回転平均を差し引きました。 サークル
画像内の衛星の位置を指します。 画像の他のドットは不良ピクセルです。


図4：Y +（左）軸とZ +（右）軸から見た形状モデルから抽出された2つのローブA（青）とB（赤）のビュー。
初期形状モデルは、比較のためにワイヤーフレームとして表示され、2つのローブ間の首を視覚化できます。


図5：の値に対するダンベル平衡形状のビュー
0.31（左上）、0.32に等しい正規化された角速度Ω
（右上）、0.33（左中央）、および0.34（右中央）。 二つ
下のパネルは、再構築されたADAM（左）とMPCDを示しています
（右）形。 すべての形状モデルはY軸から見ています。

6.ディスカッション
（3.38±0.50）gcm-3の密度推定クレオパトラのために0.43±0.10の高いレーダーアルベドを考えると、驚くべきことです
（Shepard et al.2018）これは高い表面かさ密度を意味し、大きな金属含有量。比較すると、金属が豊富な密度小惑星（16）プシケは（4.2±0.6）g​​ cm-3
（Ferrais et al.2020）。
クレオパトラのこのような低密度の考えられる説明の1つは、体内にかなりの多孔性がある。ウィルソン等。
（1999）重力で再蓄積された小惑星がすべきであることを示しました　気孔率は約20〜40％です。非常に興味深い
クレオパトラの細長い形状は、実際には球形または楕円体に期待されるよりも高いマクロ多孔性をサポートします。
したがって、クレオパトラのラブルパイル構造を認める比角運動量から、この範囲の気孔率は、4.2〜5.8 gcm-3の粒子密度を意味します。
範囲、示唆に富む　ケイ酸塩を含む金属に富むNiFeの混合物の分析
（Marchis et al.2003）。ケイ酸塩の存在がサポートされています
クレオパトラのスペクトルに0.9ミクロンのバンドが存在することによって（Hardersen et al.2011）。
このラブルパイル構造とそのほぼ平衡形状はジャイアントインパクトを含むフォーメーションシナリオと互換性があります
（杉浦ほか2018）、その後の再蓄積Descampsが示唆するように、クレオパトラは流体として振る舞いました
（2010）。ダンベルの平衡形状も非常に説明します
2つの葉の間の異常に長い首。少量
ローブBで観察された窪みによる欠損（図を参照）
2と4）は一貫性があり、後で影響が小さくなります。
臨界回転は5.250時間になります（5.385と比較して）
h）L1等電位が
水面。同様に、臨界密度は3.2 gcm-3である必要があります
。 NS
非常に小さな衝撃でも等電位面を超えて破片を放出する可能性があるため、表面全体は実際にはL1等電位に正確には従いません。さらに、Pの臨界値
（およびρ）は、地形の小さな変化に敏感です。
最後に、体の端と赤道に沿った低重力と、そのラブルパイル構造と
衛星の赤道軌道は、衛星が質量の放出によって形成された可能性を開きます。 L1間の大きなオフセット等電位と小惑星サポートの端の表面
この解釈。



図6：同等の半径と自転周期の球の加速度で正規化されたクレオパトラの表面での局所加速度。 意見
Z +（左）軸と赤道に沿った斜視図（右）から。 エッジの値が非常に低く、周囲の値が高いことに注意してください。
2つのローブ。


図7：接線方向の表面加速度|
| ADAM（上）およびMPCD（下）モデルに対して計算されます。 左側の景色は北です
ポールオン（+ z）、右側は南ポールオン（-z）です。


図8 :( x、y）平面（灰色の線）での実効ポテンシャルUeff、
重要な等電位（青い線）、およびADAM形状モデル
（オレンジ）。 密度はρ= 3.34 g cm-3
と自転周期
P = 5.385時間。 L1、L2、L3、およびL4の4つの重要なポイントが示されています。
L1臨界点は右側にあります。 L1等電位タッチ
クレオパトラの表面。


図9：MPCDモデル（オレンジ）の（x、y）平面（灰色の線）、臨界等電位（青色の線）での実効ポテンシャルUeff
密度3.43g cm-3
。


図10 :( x、z）平面（灰色の線）での実効ポテンシャルUeff、
MPCDモデル（オレンジ）の臨界等電位（青い線）
密度3.43g cm-3
。