2000年2月14日にNEAR Shoemakerが撮影した軌道投入間際のエロス画像。 Courtesy of NASA.

2週間前、私は「スペシャル・トピックス」のプレゼンテーションを地球近傍小惑星の話題に費やしました。 19世紀の終わり頃まで、400個以上発見されていた小惑星は、すべて火星と木星の間の「メインアステロイドベルト」の中を回っていましたが、地球にかなり接近する小惑星が見つかった時には、当時の天文学者は非常に驚きました。 この発表でお話ししたように、その後1世紀半の間に、地球近傍や太陽系の他の領域にも、かなり多くの小惑星が存在することが分かってきました。

このパラダイムシフトを起こすことになる小惑星は、1898年8月13日にドイツのベルリン天文台のグスタフ・ウィットが、天体観測のために撮影した小惑星(185)ユーニケの写真から発見し、同日の夜にフランスのニース天文台のオーギュステ・シャーロワが独自に発見しました。 計算の結果、この小惑星は周期わずか1.76年(21ヶ月)で、近日点では太陽から1.133天文単位、遠日点では火星の軌道をやや超える1.783天文単位の小さく中程度に伸びた軌道(離心率0.223)を回っていることがすぐに判明した。 また、この計算により、時折地球に適度に接近することも判明し、発見から4年半前の1894年1月には地球から0.152天文単位まで接近していた。 (発見されたばかりの小惑星は、ギリシャ神話の愛の神にちなんで「エロス」と名づけられた。

Erosの軌道の3Dグラフィック表示。 2020年1月19日のエロスと惑星の位置が示されている。

Erosはすぐに、自転と長方形であることを示す、明るさの短期間の周期的な変動を示すことが分かりました。 1913年までに、ハーバード大学のソロン・ベイリーが正確な自転周期を決定し、現在では5時間16分であることが確証されている。 その大きさは、34km x 11km x 11kmで、ポールオンで見ると1.5等も明るさが変わることがある。

発見から数十年の間、エロスは宇宙全体を理解する上で重要な役割を果たすことになります。 この星は地球から十分に近いので、異なる場所にいる観測者が測定可能な視差を決定することができ、その結果、正確な距離を知ることができるのです。 ケプラーの第三法則とアイザック・ニュートンの万有引力の法則(ケプラーの第三法則はここから導かれた)を適用すれば、地球・月系の総質量を正確に見積もることができ、さらに基本的には、天文単位の正確な大きさを測定することができるのである。 そして、太陽系内の天体の距離を決定したり、視差を測定して近傍の星の距離を決定したりするための確固たる基礎を築くことができるのです。 これらは「宇宙のはしご」の最初の「段」であり、これによって全宇宙の天体の距離を決定することが可能になるのです。

2018年10月10日、ラス・クンブレス天文台(テキサス州マクドナルド天文台の施設)で地球に2019年接近する頃に撮影したエロスIの画像。

エロスは1900年12月に地球に中程度の接近(0.315 AU)を行い、ケンブリッジ大学のアーサー・ヒンクスはそのときに得た視差測定を用いて1 AUを合理的に正確に決定することに成功した。 1931年1月にエロスが発見後初めて0.174 AUで地球に接近したとき、イギリスの天文学者ハロルド・スペンサー・ジョーンズ(後にグリニッジ王立天文台の天文台長となる)は、1 AUの正確な大きさをかなり高度に決定することができた。 この決定は、1960年代後半にレーダーによる測定が行われ、その後宇宙船による測定がこれに取って代わるまで、1天文単位を定義する値であり続けました。 現在、1天文単位は149,597,870.7 km (92,955,807.3 miles)と決定されている。

1975年1月23日、エロスは発見以来最も地球に接近した0.151天文単位を通過し、その過程で7等星と同じ明るさになった。 このとき、当時の自転周期とエロスの物理的な大きさが最も正確に決定された。 また、最接近の翌日の夜には、4等星カッパ・ジェミノルムを掩蔽し、この種の現象としては最も早く、最も世間に知られた出来事の一つであった。

2019年の地球接近の頃に撮ったエロスの画像。 2018年11月27日に撮影した、ややピンぼけ気味の一眼レフ写真。 左上には「ケンブルズカスケード」と呼ばれる星の列と、散開星団NGC1502があります。

1975年のエロスの地球接近は、個人的には、本当の意味で私の「ブレイクアウト」な天体研究を生み出す重要な出来事でした。 当時高校3年生だった私は、地元のアマチュア天文家フィル・シンプソン氏(1年半前に他界)の指導のもと、地元の学校区の天文台(32cm反射鏡がある)に行き、彼の提案でエロスの科学的観測をいくつか行うことが出来ました。 明るさの変化の観測による自転周期の測定、明るさのパラメーターの決定、さらにカッパ・ジェミノルムの掩蔽の経路の予測にも挑戦してみたのです。 その結果、科学フェアの地球・宇宙科学部門において、地元、地方、州の科学フェアで1位を獲得し、その他にもさまざまな賞を受賞することができました。 さらに重要なことは、ニューメキシコ州立大学天文学科の当時の学科長であり、地域フェアの審査員の一人であったハーブ・ビービーに会うことができたことです。その後、私たちは長年の友人となり、10数年後に私がNMSUの大学院に入学する際に、少なからぬ役割を果たすことになりました。 ちなみに、私のサイエンス・フェア・プロジェクトの展示では、スプレーで黒く塗った丸太をバードバスの台座の上に載せてエロスを表現した。これはエロスの細長い形と全体的に暗い表面の両方を示すためだった。

1975年3月~4月頃、高校時代の科学フェアで展示したエロス。

20世紀末に再び話題になったのは、NASAの地球接近小惑星ランデブーミッションで、後に1997年に自動車事故死した著名な惑星地質学者ユージーン・ショーンメーカーに敬意を表して「NEAR Shoemaker」に改名しました。 NEARシューメーカーは1996年2月17日にフロリダ州ケープカナベラルから打ち上げられ、1997年6月23日に主帯状小惑星(253)マチルドと遭遇、1998年1月23日に地球への重力アシストフライを経て、1999年1月にエロスへの到着と軌道挿入が計画されていました。 残念ながら、1998年12月のエンジン燃焼の失敗により、1年延期された。しかし、NEARシューメーカーは、12月の後半にエロスの遠方(3800km)にフライバイすることができた。

2001年2月12日、タッチダウン降下中のNEAR Shoemakerが撮影したエロス表面上250mからの眺め。

NEAR Shoemakerは2000年2月にエロスに到着し、2月14日にエロスの周回軌道に乗ることに成功しました。 その後12ヶ月間、NEARシューメーカーは様々な距離と軌道形状でエロスを周回し、その過程で表面の広範囲な写真撮影と地図作成、多くの科学的測定を行いました。 このクレーターは約10億年前の衝突によるもので、エロス島の表面には大きな岩が散乱し、小さなクレーターがほとんどないのは、この衝突の影響と思われる。 1年後、燃料が枯渇し始めた2001年2月12日、NEARシューメーカーはエロス島に降下し、小惑星への軟着陸を成功させた最初の探査機となった。 その後、2週間にわたりデータを送信し続けましたが、その後閉鎖されました。

その時以来、エロスはさらに2回、地球にやや接近した:一つは2012年1月31日に0.179AUで、もう一つは2019年1月15日に0.209AUで接近した。 近日点では13等級となり、朝焼けの空に浮かびますが、次の近日点では12等級となり、遠日点から3ヶ月となります。

イーロスが次に地球に再接近するのは2056年1月24日で、地球から0.150天文単位(1975年の接近よりわずかに近い距離)を通過する予定です。 その時、私は97歳です。私が高校生の時、科学に関心のある友人たちにこのことを指摘したところ、そのうちの一人が冗談で、「その時はまた科学博覧会のプロジェクトにできるかもしれない」と答えました。 それは見てみないとわからないと思うのですが. しかし、おそらく、その時代の学生たちは、エロスが接近してきたときに、自分たちなりの調査をすることができるだろう。 そして、もしかしたら、そのうちの何人かは、そこまで出かけていって、その表面から観察をすることによって、それを行うことができるかもしれません.

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