天文学者、天王星と海王星を周回する新たな衛星を発見

天文学者たちは、太陽系の既知の天体のリストに新たに3つの衛星を追加した。国際研究チームは、約20年ぶりに天王星を周回する新たな衛星と、海王星を周回する新たな衛星2つを発見した。この発見は、太陽系の彗星、惑星、衛星の指定を担当する科学組織、国際天文学連合の小惑星センターによって2月23日に発表された。

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「新たに発見された3つの衛星は、地上の望遠鏡でこの2つの巨大氷惑星の周囲に発見されたものの中で、これまでで最も暗いものだ」と、衛星の発見に協力したカーネギー研究所の天文学者スコット・S・シェパード氏は声明で述べた。「このような暗い天体を明らかにするには、特別な画像処理が必要だった」

天王星の新月はドラマチックな名前を持つことになる

天王星には現在、28の衛星が知られています。この新しい衛星は暫定的にS/2023 U1と名付けられていますが、最終的にはシェークスピアの劇の登場人物にちなんで命名される予定です。天王星の衛星パック、ティタニア、オベロンは『真夏の夜の夢』を、衛星ミランダは『テンペスト』をそれぞれ参照しており、どちらもイギリスの劇作家が書いたものです。

幅がわずか5マイルしかないS/2023 U1は、おそらく天王星の最も小さい衛星だ。この小さな衛星が天王星を一周するのには680日かかる。シェパードは2023年11月4日、チリにあるカーネギー科学研究所のラス・カンパナス天文台のマゼラン望遠鏡を使って、初めてS/2023 U1を発見した。その後、1か月後に追跡観測が行われた。その後、NASAジェット推進研究所のマリーナ・ブロゾビッチとボブ・ジェイコブソンが、シェパードが衛星の軌道を推定するのを手伝った。

海王星の新しい衛星 - 1つは明るく、もう1つは暗い

この新しい発見により、海王星には16個の衛星が知られていることになる。海王星の2つの新発見衛星のうち明るいほうは、仮にS/2002 N5と名付けられている。幅は14マイルで、海王星の周りを9年周期で周回しているようだ。暗いほうの衛星はS/2021 N1と名付けられ、幅は約8.6マイル。27年ごとに海王星を一周する。いずれこの2つの衛星にも、ギリシャ神話の海の神やニンフにちなんで名前が付けられる予定だ。

海王星の新しい衛星2つは、2021年9月に初めて観測された。シェパード氏は、ハワイ大学のデイビッド・トーレン氏、北アリゾナ大学のチャド・トルヒージョ氏、近大のパトリック・ソフィア・ライカワ氏と協力し、すばる望遠鏡を使って衛星の検出に取り組んだ。彼らは約2年かけて明るい方の衛星（S/2002 N5）の軌道を確認し、マゼラン望遠鏡で追跡観測を行った。

「2021年、2022年、2023年の観測によってS/2002 N5の海王星周回軌道が判明し、その軌道は2003年に海王星付近で発見されたものの、海王星を周回していることが確認される前に行方不明になった物体にまで遡ることができました」とシェパード氏は語った。

より暗い衛星（S/2021 N1）を検出するには、その軌道を確保するために、ヨーロッパ南天天文台の超大型望遠鏡とジェミニ天文台の8メートル望遠鏡で「極めて良好な条件」の下で特別な観測時間を必要とした。

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シェパード氏と同僚たちはこれらの望遠鏡を使って、何晩も3～4時間にわたって5分間の露出写真を何十枚も撮影した。そして、その短い連写画像を重ね合わせて、3つの新しい月がすべて見えるようにした。

「衛星は背景の星や銀河に比べてわずか数分で移動するため、1 回の長時間露光では、移動する物体の深度画像を撮影するのに適していません」とシェパード氏は言う。「これらの多重露光を重ね合わせると、星や銀河は後ろに尾を引いて現れ、ホスト惑星に似た動きをする物体は点光源として見えるため、画像の背景ノイズの背後から衛星が浮かび上がるのです。」

これらの衛星がどのように捕獲されたかをより深く理解することで、天文学者は太陽系の激動の初期時代や、太陽系の外縁にある惑星がどのように動いているかを知ることができる。天王星と海王星への将来のミッションは予備計画段階にあり、衛星に関するより多くのデータにより、チームはこれらの遠く離れた惑星をよりよく研究できるようになる。