Thermal evolution of rough surface asteroids

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本研究は小惑星の熱進化を，数値シミュレーションによって求め，天体観測や惑星探査によって求められる結果と直接比較できるようにすることを目的としている。大気を持たない小惑星は，太陽光を熱源とし，黒体輻射で宇宙空間に熱を捨てることで熱進化する。従来の研究では主に，天体の公転軌道，自転周期，自転軸の傾きを考慮して熱進化の再現を試みてきた。しかし「はやぶさ２」の観測結果は，従来のモデルでは説明がつかない．そこで本研究では，天体表面の微地形（凹凸）に着目し，表面の凹凸が熱進化と，見た目温度に与える影響を数値計算によって求めている。本年度は，昨年度整備，開発した計算機システムと数値計算コード群を用いて，「はやぶさ２」で得られた小天体表面温度分布の再現を試みた。その結果，従来は影響が小さいとして無視してきた年周期（季節変化）の影響が大きいことが明らかになった。従来の検討では，円軌道を公転する小天体の低緯度地域について，年周期を考慮した場合と無視した場合の比較を行い，違いはせいぜい数K以内であるとしてきた。しかし実際には天体の軌道はだ円形をしており，自転軸が傾いている。近日点で夏となる半球の中高緯度では，夏には極端に暑くなり逆に冬には極端に寒くなる。この場合，地下に蓄えられた熱エネルギーが表面に運ばれることで熱慣性として働く。「はやぶさ２」や米国の小惑星探査機「オサイリス・レックス」の成果により，小惑星はそろばん玉型をしているものがあることが明らかになった。この場合，どの地域も実効的には中高緯度であり，従来の検討では省略してきた季節変化が重要となる。季節変化を考慮したシミュレーションは，日変化だけを考えればよい場合に比べてとても時間がかかる。本年度は，まずは時間を惜しまず愚直なシミュレーションを行い，影響の程度を明らかにすることに注力した。