第13章彗星と小惑星――太陽系に残されたかけらComets and Asteroids: Debris of the Solar System

Why are asteroids and comets important to our understanding of solar system history?

太陽系の歴史を理解する上で、小惑星と彗星が重要なのはなぜか。

Give a brief description of the asteroid belt.

小惑星帯について簡潔に説明しよう。

Describe the main differences between C-type and S-type asteroids.

C型小惑星とS型小惑星の主な違いを説明しよう。

In addition to the ones mentioned in Question 4, what is the third, rarer class of asteroids?

問題4で述べたものに加え、第三の、より数の少ない小惑星の分類は何か。

Vesta is unusual as it contains what mineral on its surface? What does the presence of this material indicate?

ベスタは、表面に何という鉱物を含む点で珍しいのか。その物質の存在は何を示すか。

Compare asteroids of the asteroid belt with Earth-approaching asteroids. What is the main difference between the two groups?

小惑星帯の小惑星と、地球へ接近する小惑星を比較しよう。二つの集団の主な違いは何か。

Briefly describe NASA’s Spaceguard Survey. How many objects have been found in this survey?

NASAのスペースガード・サーベイを簡潔に説明しよう。このサーベイで、いくつの天体が発見されたか。

Who first calculated the orbits of comets based on historical records dating back to antiquity?

古代にさかのぼる歴史記録に基づいて、彗星の軌道を初めて計算したのは誰か。

Describe the nucleus of a typical comet and compare it with an asteroid of similar size.

典型的な彗星の核を説明し、同じくらいの大きさの小惑星と比較しよう。

Describe the two types of comet tails and how each are formed.

二種類の彗星の尾と、それぞれのでき方を説明しよう。

What classification is given to objects such as Pluto and Eris, which are large enough to be round, and whose orbits lie beyond that of Neptune?

冥王星やエリスのように、丸くなるほど十分大きく、海王星の向こうに軌道を持つ天体は、何に分類されるか。

Describe the origin and eventual fate of the comets we see from Earth.

地球から見える彗星の起源と、最終的な運命を説明しよう。

What evidence do we have for the existence of the Kuiper belt? What kind of objects are found there?

カイパーベルトの存在を示す証拠は何か。そこにはどのような天体があるか。

Give brief descriptions of both the Kuiper belt and the Oort cloud.

カイパーベルトとオールトの雲の両方を、簡潔に説明しよう。

Give at least two reasons today’s astronomers are so interested in the discovery of additional Earth-approaching asteroids.

現在の天文学者が、さらに多くの地球接近小惑星の発見に強い関心を持つ理由を、少なくとも二つ挙げよう。

Suppose you were designing a spacecraft that would match course with an asteroid and follow along its orbit. What sorts of instruments would you put on board to gather data, and what would you like to learn?

小惑星と進路を合わせ、その軌道に沿って追いかける探査機を設計するとしよう。データを集めるため、どのような装置を積むか。何を知りたいか。

Suppose you were designing a spacecraft that would match course with a comet and move with it for a while. What sorts of instruments would you put on board to gather data, and what would you like to learn?

彗星と進路を合わせ、しばらく一緒に動く探査機を設計するとしよう。データを集めるため、どのような装置を積むか。何を知りたいか。

Suppose a comet were discovered approaching the Sun, one whose orbit would cause it to collide with Earth 20 months later, after perihelion passage. (This is approximately the situation described in the science-fiction novel Lucifer’s Hammer by Larry Niven and Jerry Pournelle.) What could we do? Would there be any way to protect ourselves from a catastrophe?

太陽へ近づく彗星が発見され、近日点を通った後、20か月後に地球へ衝突する軌道にあるとしよう。（これは、ラリー・ニーヴンとジェリー・パーネルのSF小説『Lucifer’s Hammer』（邦題『悪魔のハンマー』）で描かれる状況にほぼ相当する。）私たちには何ができるだろうか。大災害から身を守る方法はあるだろうか。

We believe that chains of comet fragments like Comet Shoemaker-Levy 9’s have collided not only with the jovian planets, but occasionally with their moons. What sort of features would you look for on the outer planet moons to find evidence of such collisions? (As an extra bonus, can you find any images of such features on a moon like Callisto? You can use an online site of planetary images, such as the Planetary Photojournal, at photojournal.jpl.nasa.gov.)

シューメーカー・レヴィ第9彗星のような彗星の破片の列は、木星型惑星だけでなく、ときにはその衛星にも衝突したと考えられている。その証拠を見つけるには、外惑星の衛星でどのような特徴を探すか。（さらに、カリストのような衛星に、その特徴を示す画像を見つけられるだろうか。photojournal.jpl.nasa.gov のPlanetary Photojournalなど、惑星画像のオンラインサイトを使ってよい。）

Why have we found so many objects in the Kuiper belt in the last two decades and not before then?

過去20年間にカイパーベルトの天体がこれほど多く見つかったのに、それ以前はそうでなかったのはなぜか。

Why is it hard to give exact diameters for even the larger objects in the Kuiper belt?

カイパーベルトの比較的大きな天体でさえ、正確な直径を示すのが難しいのはなぜか。

Refer to Example 1. How would the calculation change if a typical comet in the Oort cloud is only 1 km in diameter?

例題1を参照しよう。オールトの雲の典型的な彗星の直径がわずか1kmなら、計算はどう変わるか。

Refer to Example 1. How would the calculation change if a typical comet in the Oort cloud is larger—say, 50 km in diameter?

例題1を参照しよう。オールトの雲の典型的な彗星がもっと大きく、たとえば直径50kmなら、計算はどう変わるか。

The calculation in Example 1 refers to the known Oort cloud, the source for most of the comets we see. If, as some astronomers suspect, there are 10 times this many cometary objects in the solar system, how does the total mass of cometary matter compare with the mass of Jupiter?

例題1の計算は、私たちに見える彗星の大部分の供給源である、既知のオールトの雲を対象とする。一部の天文学者が考えるように、太陽系にその10倍の数の彗星状天体があるなら、彗星物質の総質量は木星の質量と比べてどうなるか。

If the Oort cloud contains 10¹² comets, and ten new comets are discovered coming close to the Sun each year, what percentage of the comets have been “used up” since the beginning of the solar system?

オールトの雲に10¹²個の彗星があり、毎年十個の新しい彗星が太陽へ近づくのを発見するとすれば、太陽系の始まり以来、何％の彗星が「使い尽くされた」ことになるか。

The mass of the asteroids is found mostly in the larger asteroids, so to estimate the total mass we need to consider only the larger objects. Suppose the three largest asteroids—Ceres (1000 km in diameter), Pallas (500 km in diameter), and Vesta (500 km in diameter)—account for half the total mass. Assume that each of these three asteroids has a density of 3 × 10³ g/cm³ and calculate their total mass. Multiply your result by 2 to obtain an estimate for the mass of the total asteroid belt. How does this compare with the mass of the Oort cloud?

小惑星の質量の大部分は大型の小惑星にあるので、総質量を推定するには大型のものだけを考えればよい。最大の三つ、ケレス（直径1000km）、パラス（直径500km）、ベスタ（直径500km）が、総質量の半分を占めるとしよう。この三つの密度をそれぞれ3×10³g/cm³と仮定し、合計質量を計算しよう。結果を2倍して、小惑星帯全体の質量を推定しよう。これはオールトの雲の質量と比べてどうか。

Make a similar estimate for the mass of the Kuiper belt. The three largest objects are Pluto, Eris, and Makemake (each roughly 2000 km). In addition, assume there are eight objects (including Haumea, Orcus, Quaoar, Ixion, Varuna, and Charon, and objects that have not been named yet) with diameters of about 1000 km. Assume that all objects have Pluto’s density of 2 × 10³ g/cm³. Calculate twice the mass of the largest 13 objects and compare it to the mass of the main asteroid belt.

カイパーベルトの質量についても、同様に推定しよう。最大の三つは冥王星・エリス・マケマケで、それぞれおよそ2000kmある。さらに、直径約1000kmの天体が八つあると仮定する。ハウメア・オルクス・クワオアー・イクシオン・ヴァルナ・カロンと、まだ名付けられていない天体を含む。すべてが冥王星の密度2×10³g/cm³を持つと仮定しよう。最大の13天体の質量の2倍を計算し、主要な小惑星帯の質量と比べよう。

What is the period of revolution about the Sun for an asteroid with a semi-major axis of 3 AU in the middle of the asteroid belt?

小惑星帯の中央にあり、軌道長半径が3天文単位の小惑星が太陽を回る周期は、どれほどか。

What is the period of revolution for a comet with aphelion at 5 AU and perihelion at the orbit of Earth?

遠日点が5天文単位、近日点が地球の軌道にある彗星の公転周期は、どれほどか。