はやぶさ2の探査先1998 KY26、地下の氷で加速を説明する仮説に疑問

探査機「はやぶさ2」が向かう小惑星1998 KY26について、地下に氷を長期間保つには温度が高すぎるとする研究結果が、学術誌Icarusに掲載されました。 この天体では重力だけでは説明できない加速が観測されており、氷が気体になって噴き出す反動を原因とする仮説が検討されてきました。 新たな熱モデルは、その仮説に必要な氷の維持が難しいことを示しています。

地下の氷を保てるか、熱モデルで検証

ジョージア工科大学のコービン・ハンセン氏と平林正寿氏は、1998 KY26の立体的なコンピューターモデルを作り、太陽の熱が表面から内部へ伝わる様子を計算しました。大きさ、光の反射率、熱の伝わりやすさ、自転軸の向きを変えた13通りの計算で、軌道を一周する間の温度を調べ、地下の氷が気体となって失われる速さを見積もりました。

氷が液体を経ずに直接気体になる現象を「昇華」といいます。今回の計算では、地下の氷が長期間残るには約マイナス128度より低い温度が必要ですが、1998 KY26の表面と内部はいずれも、軌道上で平均するとその条件より高温になりました。 両氏は、この温度では水の放出が速すぎて、地下の氷を維持できないと結論づけています。

さらに、観測された加速を氷からのガス放出で生じさせる場合、氷は62年で失われるとの推定も得られました。 一方、1998 KY26が現在の軌道にとどまってきた期間は分かっておらず、両氏は氷が一部残っている可能性までは排除していません。 研究では、水に乏しい種類の小惑星である可能性も提案されています。

ガスが見えなくても加速から疑われた「ダークコメット」

1998 KY26は、見た目に明瞭な彗星活動がないのに、彗星のような加速を示す「ダークコメット」の一つとして研究されてきました。 2023年の研究でセリグマン氏らは、この天体を含む小天体の位置観測から、太陽に向かう方向やその反対方向だけではない、統計的に有意な非重力加速を検出しました。

通常の小惑星でも、太陽から受け取った熱を方向によって不均等に放射すると、その反動で軌道が少しずつ変わります。これがヤルコフスキー効果です。 セリグマン氏らは、対象天体の加速がこの効果で通常生じる大きさを上回り、放射に由来する力では説明が難しいとして、ガス放出による加速という仮説を立てました。

この考え方は1998 KY26だけに限りません。2024年の研究では、新たに7天体で同様の非重力加速が検出され、対象となるダークコメットは14天体に増えました。保存された観測画像や個別の観測画像を重ねて調べても、これらの天体を取り巻くちりの活動は検出されませんでした。

彗星の核を包むガスやちりの広がりは「コマ」と呼ばれます。 セリグマン氏らは、コマが見えないこととガス放出による加速を両立させる仮説として、表面のちりが乏しく、ガスの放出量も少ない状態を検討しました。 今回の温度計算は、1998 KY26でそのガスの供給源となる氷が残れるかを検証したものです。

直径約11メートル、2031年7月に接近予定

1998 KY26の物理的な姿も、観測の進展で見直されています。2025年の研究では、2024年の地球接近時の光学観測などと1998年のレーダー観測を組み合わせ、直径を11±2メートル、自転周期を5.3516±0.0001分と求めました。直径は従来推定のおよそ3分の1、自転周期は従来推定の半分です。

はやぶさ2は、宇宙航空研究開発機構（JAXA）が運用する小惑星探査機です。 リュウグウから採取した試料を地球へ届けた後、延長ミッションに入り、1998 KY26では2031年にランデブー観測、すなわち天体に接近してともに飛行しながら調べる観測を計画しています。 到着予定は2031年7月で、直径が10メートル規模の小惑星を探査機が現地で調べる初の機会となります。

この探査は、小さな天体の起源や形成過程を調べ、リュウグウなど大型小惑星の表面にある巨岩とのつながりを探ることを目的としています。 サンタナ＝ロス氏らは、直径と自転周期の見直しを踏まえ、はやぶさ2の科学目標や運用を再検討する必要があると指摘しています。