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[U06-05] 小惑星の表面地形と重力ポテンシャルの関係
キーワード：小惑星, ジオポテンシャル, smooth terrain, イトカワ, 1999JU3
小惑星イトカワの表面はsmooth terrainとrough terrainという対照的な二種類の地質要素に区分できる．smooth terrainは数 cm径の細粒の物質で覆われた平坦な特徴を持つのに対し，rough terrainは数10 cmから数 mに及ぶboulderで覆われた起伏の激しさで特徴づけられる．イトカワ上ではsmooth terrainは３カ所に分布している．このうち，南極域のMUSES-C地域，北極域のSagamihara地域の２カ所が最大の広がりを持つ．Sagamihara地域に隣接するUchinoura地域は，前二者よりは小規模なsmooth terrainである．イトカワでは形状モデルと自転モデルが得られているので，均質な内部構造を仮定すれば表面の重力ポテンシャルを求めることができる．このようにして得られた重力ポテンシャルマップとsmooth terrainの分布を比較すると，smooth terrainは重力ポテンシャルの低い領域に分布し，その表面はほぼ等ポテンシャルになっている．これは，移動しやすい細粒物質が隕石衝突などに伴う振動によって低ポテンシャルの地域に溜まった結果smooth terrainが形成された，という説明とよく対応する．イトカワの場合，全体形状が両極方向に強く扁平しているため（軸比約1.2），両極域は全球で最も標高が低い，すなわちポテンシャルの低い地域となる．そこに細粒の物質が溜まった結果，MUSES-C地域とSagamihara地域の二つのsmooth terrainになったと解釈できる．Uchinoura地域はその形状から衝突クレーターと考えられる．クレーター底もまたローカルな低ポテンシャル域であり，そこに細粒の物質が溜まったものであろう．天体表面の細粒物質の体積が，表面全体を覆うほど十分であれば，このような分布の偏りは観察されないと考えられるが，若く，小さな小惑星ではレゴリス形成が十分進んでいないため，イトカワのように低ポテンシャルの地域にのみに限定されたsmooth terrainの形成が見られるはずである．従って，小惑星の形状または軸比，そして自転状態が得られれば，重力ポテンシャル分布を推定することで，小惑星上でのsmooth terrainの分布を予測することができる．小惑星探査機はやぶさ2の対象天体である1999 JU3は，ライトカーブ観測によって軸比が約1.2，自転周期は 7.63 hと見積もられている．引力ポテンシャルと遠心力ポテンシャルの関係から，極（短軸上）と赤道（長軸上）での重力ポテンシャル差を求めると，1999 JU3表面ではやや引力ポテンシャルが勝っているものの，ほぼ両者が釣り合った状態にあることがわかった．従って，この小惑星表面でsmooth terrainが形成されている場合，その分布はやや極域に偏っているか，あるいはクレーターなどのローカルな低地にあることが予測される．