頂上型小惑星の衝突形成と竜宮・べぬの起源への示唆

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Nat Commun.2020 May;11(1):2655. 10.1038/s41467-020-16433-z. doi: 10.1038/s41467-020-16433-z.Epub 2020-05-27.

頂上型小惑星の衝突形成と竜宮・べぬの起源への示唆

Collisional formation of top-shaped asteroids and implications for the origins of Ryugu and Bennu.

P Michel
R-L Ballouz
O S Barnouin
M Jutzi
K J Walsh
B H May
C Manzoni
D C Richardson
S R Schwartz
S Sugita
S Watanabe
H Miyamoto
M Hirabayashi
W F Bottke
H C Connolly
M Yoshikawa
D S Lauretta

PMID: 32461569 PMCID: PMC7253434. DOI: 10.1038/s41467-020-16433-z.

抄録

小惑星の形状や水和量は、その歴史や起源の手がかりとなり得る。例えば、(162173)竜宮と(101955)べぬは、赤道がはっきりした楕円形の球形をしていますが、表面の水和レベルが異なります。ここでは、大規模な小惑星ディスラプションの数値シミュレーションを行い、楕円形の球状体が重力の再集積によって直接形成されることを示した。さらに、単一の破砕から形成された瓦礫の山は、同じような気孔率を持ちながらも、水和の程度が異なることを示した。このような単一の破砕からの直接的な形の形成だけで、竜宮や弁天の赤道上の特徴の比較的古いクレーター保持年代を説明することができる。これらの異なる水和レベルを説明するためには、2つの別々の母天体の破壊は必ずしも必要ではない。

Asteroid shapes and hydration levels can serve as tracers of their history and origin. For instance, the asteroids (162173) Ryugu and (101955) Bennu have an oblate spheroidal shape with a pronounced equator, but contain different surface hydration levels. Here we show, through numerical simulations of large asteroid disruptions, that oblate spheroids, some of which have a pronounced equator defining a spinning top shape, can form directly through gravitational reaccumulation. We further show that rubble piles formed in a single disruption can have similar porosities but variable degrees of hydration. The direct formation of top shapes from single disruption alone can explain the relatively old crater-retention ages of the equatorial features of Ryugu and Bennu. Two separate parent-body disruptions are not necessarily required to explain their different hydration levels.