地球近傍天体

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地球近傍天体
地球近傍小惑星433エロス
VLT望遠鏡で観測された非常に暗い地球近傍小惑星2009 FD
NASAのディープインパクト探査機が捉えた地球近傍彗星103P/ハートレーの核
特徴
タイプ太陽系の小天体
見つかった太陽から1.3 AU以内
外部リンク
列をなしてメディアカテゴリー
列をなしてQ265392
37,000個以上のNEOが知られており、いくつかの軌道サブグループに分類されています[ 1 ]
  1. アポロ：21,132（56.5％）
  2. アモール：13,137（35.1％）
  3. アテンス：2,952（7.90％）
  4. 彗星：123（0.33％）
  5. アティラス：34（0.09％）

地球近傍天体( NEO )とは、太陽を周回する太陽系の小天体で、太陽に最も近づく距離 (近日点) が地球・太陽間距離 (天文単位、 AU ) の1.3 倍未満である天体のことである。 [ 2 ]この定義は天体の現在の位置ではなく、太陽を回る軌道に適用されるため、このような軌道を持つ天体は、地球に最接近するまでには至っていないときでも NEO とみなされる。NEO の軌道が地球の軌道と交差し、天体の直径が 140 メートル (460 フィート) より大きい場合、定義により潜在的危険天体( PHO ) とみなされる。[ 3 ]既知の PHO と NEO のほとんどは小惑星だが、約 3 分の 1 は彗星である。[ 1 ]

地球近傍小惑星（NEA）は37,000個以上、短周期地球近傍彗星（NEC）は120個以上知られています。[ 1 ]太陽を周回する流星体の多くは、地球に衝突する前に宇宙で追跡できるほどの大きさでした。過去の衝突が地球の地質学的および生物学的歴史を形成する上で重要な役割を果たしてきたことは、現在では広く認められています。[ 4 ]直径20メートル（66フィート）ほどの小さな小惑星でさえ、衝突地点周辺の地域環境や人類に重大な被害をもたらす可能性があります。[ 5 ]より大きな小惑星は大気圏を突き抜けて地球の表面に達し、大陸に衝突した場合はクレーター、海に衝突した場合は津波を引き起こします。このリスクに対する認識が高まったため、1980年代以降、NEOへの関心が高まっています。小惑星の衝突を偏向させることで回避することは原理的には可能であり、影響を軽減する方法が研究されています。[ 6 ]

2つのスケール、すなわち単純なトリノスケールとより複雑なパレルモスケールは、特定されたNEOが地球に衝突する可能性と、そのような衝突の結果がどれくらい深刻であるかに基づいて、そのリスクを評価する。一部のNEOは、発見後に一時的にトリノスケールまたはパレルモスケールでプラスの評価を受けた。1998年以来、米国、欧州連合、およびその他の国々は、スペースガードと呼ばれる活動でNEOの探査を行っている。[ 7 ]地球規模の大惨事を引き起こすのに十分な直径1キロメートル（0.62マイル）以上のNEOの少なくとも90％をNASAにカタログ化するようにという米国議会の最初の義務は、2011年までに達成された。 [ 8 ]その後、調査活動は拡大され[ 9 ] 、地球規模ではないが大規模な被害をもたらす可能性のあるより小さな物体[ 10 ]も含まれるようになった。

NEOは表面重力が低く、地球に似た軌道をとるものが多く、宇宙船の容易なターゲットとなっている。[ 11 ] [ 12 ] 2024年12月現在、5つの地球近傍彗星[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]と6つの地球近傍小惑星[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]（うち1つは衛星を持つ）[ 20 ]に宇宙船が訪問されている。3つのサンプルが地球に持ち帰られ、[ 21 ] [ 22 ]、1つの偏向テストが成功した。[ 23 ]同様のミッションが進行中である。民間のスタートアップ企業によって商業的な小惑星採掘の予備計画が策定されたが、これらの計画はほとんど実行されなかった。[ 24 ]

定義

 2013年初頭現在、地球の軌道から7.6 × 10 6  km（4.7 × 10 6 mi）以内を通過する、潜在的に危険な小惑星として知られている小惑星の軌道図（別の画像）^^

地球近傍天体（NEO）は、国際天文学連合（IAU）によって正式には、太陽から1.3天文単位（AU; 太陽地球間距離）より部分的に近い軌道を周回する太陽系の小天体すべてと定義されています。 [ 25 ]この定義には、金星などの惑星、地球の月のように太陽以外の天体を周回する天然衛星、太陽を周回する人工天体などのより大きな天体は含まれません。太陽系の小天体は小惑星や彗星であるため、NEOは地球近傍小惑星（NEA）または地球近傍彗星（NEC）のいずれかです。NEOをカタログ化している組織は、さらにNEOの定義を軌道周期が200年未満に限定しており、この制限は特に彗星に適用されますが、[ 2 ] [ 26 ]このアプローチは普遍的ではありません。[ 25 ]一部の研究者はさらに、太陽から0.983 AU以上離れた軌道を少なくとも部分的に周回する軌道に定義を限定している。[ 27 ] [ 28 ]したがって、NEOは必ずしも現在地球の近くにあるわけではないが、地球に比較的接近する可能性はある。多くのNEOは地球の重力による絶え間ない摂動のために複雑な軌道を持ち、中には一時的に太陽周回軌道から地球周回軌道へと変化するものもあるが、この用語はこれらの天体にも柔軟に適用される。[ 29 ]

一部のNEOの軌道は地球の軌道と交差しているため、衝突の危険性があります。[ 3 ]これらは、推定直径が140メートルを超える場合、潜在的に危険な物体（PHO）と見なされます。PHOには、潜在的に危険な小惑星（PHA）も含まれます。 [ 30 ] [ 31 ] PHAは、地球に危険なほど接近する可能性と、衝突が発生した場合の推定結果に関する2つのパラメーターに基づいて定義されます。[ 2 ]地球の最小軌道交差距離（MOID）が0.05 AU以下で、絶対等級が22.0以上（大まかな指標）の物体は、PHAと見なされます。地球から0.05  AU （7,500,000 km; 4,600,000 mi）より近づくことができない天体、またはH = 22.0（直径約140 m（460フィート）、アルベド14%と想定）より暗い天体は、PHAとは見なされません。[ 2 ]

人類がNEOを認識した歴史

1910年のハレー彗星の軌道の図
探査機NEARシューメーカーが捉えた地球近傍小惑星433エロス

人類が観測した最初の地球近傍天体は彗星でした。彗星の地球外生命体としての性質が認識され、確認されたのは、 1577年にティコ・ブラーエが彗星の視差を用いて距離の測定を試みた結果、地球の直径をはるかに上回る下限値を得た後のことでした。また、一部の彗星の周期性は、1705年にエドモンド・ハレーが、現在ハレー彗星として知られる回帰天体の軌道計算を発表した際に初めて認識されました。[ 32 ] 1758年から1759年にかけてのハレー彗星の回帰は、予測されていた最初の彗星の出現でした。[ 33 ]

流星（流れ星）の地球外起源は、天文学者デニソン・オルムステッドによる1833年の獅子座流星群の分析によって初めて認識されました。獅子座流星群の周期が33年であることから、天文学者たちは、現在ではNEO（新地球外生命体）に分類される彗星が起源ではないかと疑っていました。そして、1867年に天文学者たちが新たに発見したテンペル・タットル彗星（55P）が獅子座流星群と同じ軌道を回っていることを発見したことで、この説は確証されました。[ 34 ]

最初に発見された地球近傍小惑星は1898年の433エロスでした。 [ 35 ]この小惑星は、主にその軌道の測定によって、当時不完全にしか分かっていなかった地球から太陽までの距離を正確に決定することができたため、数回にわたる大規模な観測キャンペーンの対象となりました。[ 36 ]

地球との出会い

地球近傍天体が地球の軌道に最も近い部分にあると同時に、地球がその軌道で地球近傍天体の軌道に最も近い部分にある場合、その天体は地球に接近しており、軌道が交差している場合は地球やその大気に影響を及ぼす可能性もあります。

接近

2019年5月現在、地球から0.1 AU（15,000,000 km、9,300,000 mi）以内を通過することが観測された彗星はわずか23個で、そのうち10個は短周期彗星であるか、過去に短周期彗星であった。[ 37 ]これらの地球近傍彗星のうち、ハレー彗星とシュヴァスマン・ヴァッハマン彗星の2つは、複数回接近していることが観測されている。[ 37 ]観測された最接近は、1770年7月1日のレクセル彗星の0.0151 AU（5.88 LD）である。 [ 37 ] 1779年の木星の接近による軌道変更後、この天体はもはやNECではない。現在の短周期NECの最接近は、1366年のテンペル・タットル彗星の0.0229 AU（8.92 LD）である。 [ 37 ]軌道計算によると、太陽に接近する間のみに観測される短周期NECであることが確認された微弱な太陽接近彗星であるP/1999 J6（SOHO）は、 [ 38 ] 1999年6月12日に0.0120 AU（4.65 LD）の距離を地球に検知されずに通過した。[ 39 ]

1937年、直径800メートル（2,600フィート）の小惑星69230ヘルメスが、月までの距離の2倍の距離を地球の近くを通過した際に発見されました。[ 40 ] 1968年6月14日には、直径1.4キロメートル（0.87マイル）の小惑星1566イカロスが、月までの距離の16.5倍にあたる0.0425天文単位（6,360,000キロメートル）の距離を地球の近くを通過しました。[ 41 ]この接近により、イカロスはレーダーで観測された最初の小惑星となりました。[ 42 ] [ 43 ]これは、1949年にイカロスが発見されて以来、何年も前に予測された最初の地球接近であった。[ 44 ]月の距離よりも地球に近づいた最初の地球近傍小惑星は1991 BAで、5〜10メートル（16〜33フィート）の天体で、17万キロメートル（11万マイル）の距離を通過した。[ 45 ] NEAの調査が強化されるにつれて、2001年からは毎年少なくとも1つのそのような天体が観測され、2005年からは少なくとも12個、2020年からは100個以上が観測された。[ 46 ] [ 47 ]

天文学者は、ますます小さく、暗く、そしてますます数が増える地球近傍天体を発見できるようになり、日常的に地球への接近を観測し、カタログ化するようになりました。[ 46 ] [ 47 ] 2025年10月現在、大気や地面への影響を伴わない最接近は、2025年10月30日の小惑星2025 UC 11との遭遇であり、[ 47 ]地球の中心からの最短距離は約6,600 km (4,100 mi)、地表から約237 km (147 mi)上空でした。[ 48 ] 2025 UC 11の平均直径は0.41 m - 0.93 mであり、これは流星体として分類するために必要な範囲内です。[ 49 ] [ 50 ] 2011年11月8日、直径約400メートル（1,300フィート）と比較的大きい小惑星（308635）2005 YU 55が地球から324,930キロメートル（201,900マイル）（月の距離0.845倍）以内を通過した。 [ 51 ] 2013年2月15日、直径30メートル（98フィート）の小惑星367943 デュエンデ（2012 DA 14）が地球の表面から約27,700キロメートル（17,200マイル）上空を通過した。これは静止軌道上の衛星よりも近い距離である。[ 52 ]この小惑星は肉眼では見えなかった。これは、以前の通過時に発見された物体の初めての月近傍通過であり、したがって事前に十分に予測された初めてのものであった。[ 53 ] 2025年10月8日、直径約87フィート（約27メートル）の小惑星2025 TN2が、地球から134万キロメートル（約0.00895天文単位）の距離を無事に通過しました。同日、直径約55フィート、65フィート、81フィートの3つの小惑星（2025 SJ29、2025 TF1、2020 QU5）も地球に接近しましたが、いずれも衝突の危険はありませんでした。[ 54 ]

地球と月の間の宇宙船と小惑星（過去と未来）を示す図

土を食べる動物

地球の上層大気に浅い角度で突入した小型小惑星の中には、そのまま大気圏を離脱し、太陽の軌道を周回するものもあります。大気圏通過中に表面が燃焼するため、このような天体は地球に接近する火球として観測されることがあります。

1972年8月10日、 1972年の大昼光火球として知られる流星が、アメリカ南西部からロッキー山脈を越えて北上しカナダへ移動する様子を多くの人々に目撃され、撮影もされました。 [ 55 ]流星は地表から58km（36マイル）以内を通過しました。[ 56 ]

1990年10月13日、チェコスロバキアとポーランドの上空で、地球に接近する流星体EN131090が観測されました。流星体は41.74 km/s（93,370 mph、150,264 km/h）の速度で、南から北へ409 km（254 mi）の軌道を描いて移動していました。地球への最接近高度は地表から98.67 km（61.31 mi）でした。この流星体は、ヨーロッパ火球ネットワーク（ EFIN）の2台の全天カメラによって撮影され、初めてこのような天体の軌道の幾何学的計算が可能になりました。[ 57 ]

影響

地球近傍天体が地球に衝突すると、直径数十メートルまでの天体は通常、上層大気圏で爆発し（そのほとんどは無害です）、固体の大部分またはすべてが蒸発し、隕石はごく少量が地表に到達します。一方、より大きな天体は水面に衝突して津波を形成したり、固体表面に衝突して衝突クレーターを形成したりします。[ 58 ]

様々な大きさの物体の衝突頻度は、NEO集団の軌道シミュレーション、地球と月の衝突クレーターの頻度、接近遭遇の頻度に基づいて推定されている。[ 59 ] [ 60 ]衝突クレーターの研究は、衝突頻度は過去35億年間ほぼ一定であることを示しており、これには小惑星メインベルトからのNEO集団の着実な補充が必要である。[ 27 ]広く受け入れられているNEO集団モデルに基づく1つの衝突モデルは、少なくとも直径4メートル（13フィート）の2つの石質小惑星の衝突間の平均時間を約1年と推定している。直径7メートル（23フィート）の小惑星（広島に投下された原子爆弾と同程度のエネルギー、TNT火薬換算で約15キロトンの衝突）では5年、直径60メートル（200フィート）の小惑星（衝突エネルギー10メガトン、 1908年のツングースカ事件に匹敵）では1,300年、直径1キロメートル（0.62マイル）の小惑星では44万年、直径5キロメートル（3.1マイル）の小惑星では1,800万年と推定されている。[ 61 ]他のモデルでも同様の衝突頻度が推定されているが、[ 27 ]より高い頻度を計算するモデルもある。[ 60 ]ツングースカ事件規模（10メガトン）の衝突の場合、推定値は2,000～3,000年に1回から300年に1回の範囲である。[ 60 ]

地球の大気圏に衝突する小惑星の位置と衝突エネルギー

ツングースカ隕石の次に観測された2番目に大きな出来事は、1963年に南アフリカと南極大陸の間にあるプリンスエドワード諸島付近で発生した1.1メガトンの空中爆発である。しかし、この出来事は超低周波音センサーによってのみ検知されたため、[ 62 ] [ 63 ]、当時は核実験だったのではないかという憶測が流れた。[ 64 ] 3番目に大きいが、これまでで最もよく観測された衝突は、 2013年2月15日のチェリャビンスク隕石である。それまで知られていなかった20メートル（66フィート）の小惑星が、このロシアの都市の上空で爆発し、爆発力は400～500キロトンに相当する。[ 62 ]衝突前の小惑星の計算上の軌道は、アポロ小惑星2011 EO 40の軌道に似ているため、後者が隕石の母天体である可能性がある。[ 65 ]

発見から7時間後、2023 CX 1は北フランス上空で流星として燃え尽きた。

2008年10月7日、最初に観測されてから20時間、軌道が計算され発表されてから11時間後、直径4メートルの小惑星2008 TC 3がスーダンのヌビア砂漠上空37キロメートルで爆発した。小惑星が流星として大気圏に突入する前に観測され、その衝突が予測されたのはこれが初めてであった。衝突後、10.7キログラムの隕石が回収された。[ 66 ] 2024年12月現在、11回の衝突が予測されているが、いずれも流星爆発を起こす小天体であり、[ 67 ]遠隔地への衝突の一部は、包括的核実験禁止条約機構の国際監視システム（IMS）（核装置の爆発を検知するように設計された超低周波音センサーのネットワーク）によってのみ検知される。[ 68 ]小惑星衝突予測はまだ初期段階にあり、予測通りに小惑星衝突が予測されるのは稀である。IMSによって記録された衝突の大部分は予測されていない。[ 69 ]

観測されている衝突は、地球の表面や大気圏に限られません。塵サイズのNEOは、1984年から6年間、地球低軌道で惑星間塵を収集した宇宙探査機「長期曝露施設」など、人工宇宙船に衝突したことがあります。 [ 70 ]月への衝突は、典型的には1秒未満の持続時間を持つ閃光として観測されます。[ 71 ]最初の月への衝突は、1999年の獅子座流星群の嵐の間に記録されました。[ 72 ]その後、いくつかの継続的な監視プログラムが開始されました。[ 71 ] [ 73 ] [ 74 ] 2013年9月11日に観測された月への衝突は8秒間続き、直径0.6～1.4メートル（2.0～4.6フィート）の物体によって引き起こされたと思われ、[ 73 ]直径40メートル（130フィート）の新しいクレーターを形成し、2019年7月時点で観測された最大のものであった。[ 75 ]

リスク

小惑星4179トータティスは、 2004年9月に月の距離4倍以内を通過した潜在的に危険な物体であり、現在、最小距離は月の距離2.5倍である可能性がある。

人類の歴史を通じて、地球近傍天体がもたらすリスクは、人類社会の文化と技術の両面から見なされてきた。歴史を通じて、人類は宗教的、哲学的、科学的見解、およびそのようなリスクに対処する人類の技術的または経済的能力に基づいて、地球近傍天体を変化するリスクと結び付けてきた。[ 6 ]そのため、地球近傍天体は、自然災害や戦争の前兆、不変の宇宙における無害な光景、時代を変える大災害の源[ 6 ]または潜在的に有毒な煙（1910年に地球がハレー彗星の尾を通過した際）[ 76 ] 、そして最後に、人類や地球上の他の生命の絶滅を引き起こす可能性のあるクレーター形成衝突の原因となる可能性があると見なされてきた。 [ 6 ]

地球近傍彗星による壊滅的な衝突の可能性は、最初の軌道計算によってその軌道が解明されるとすぐに認識されました。1694年、エドモンド・ハレーは聖書のノアの洪水は彗星の衝突によって引き起こされたという説を発表しました。[ 77 ]

地球近傍小惑星が科学的に観測されてからまだ間もないが、人類がそれを無害な興味深い天体とみなすか、それとも人類社会に高いリスクをもたらす殺人天体とみなすかという認識は、その短期間で浮き沈みを繰り返してきた。[ 12 ] 1937年のヘルメスの大接近と1968年のイカロスの大接近が、初めて科学者の間で衝突への懸念を引き起こした。イカロスは騒がしいニュース報道によって世間の注目を集めたが、ヘルメスは発見後に行方不明となり、その軌道や地球との衝突の可能性が正確には分からなかったため、脅威とみなされた。[ 44 ]ヘルメスは2003年に再発見され、現在では少なくとも次の世紀は脅威ではないことが分かっている。[ 40 ]

科学者たちは、1980年代以降、衝突した天体よりもはるかに大きなクレーターを作り、さらに広範囲に間接的な影響を及ぼす衝突の脅威を認識しており、 6500万年前の白亜紀-古第三紀絶滅イベント（非鳥類型恐竜が絶滅した）は、大型小惑星の衝突によって引き起こされたという説を裏付ける証拠が積み重なっている。[ 6 ] [ 78 ] 1989年3月23日、直径300メートル（980フィート）のアポロ小惑星4581アスクレピオス（1989 FC）が地球に70万キロ（43万マイル）の差で衝突した。もし小惑星が衝突していたら、 TNT火薬2万メガトンに相当する、記録上最大の爆発を引き起こしていただろう。この衝突は最接近後に発見されたため、広く注目を集めた。[ 79 ]

1990年代以降、NEOの探索における典型的な参照枠は、リスクという科学的概念であった。1994年7月にシューメーカー・レヴィ第9彗星の破片が木星に衝突するのを観測した後、衝突リスクに対する一般大衆の認識が高まった。[ 6 ] [ 78 ] 1998年3月、最近発見された小惑星(35396)1997 XF 11の初期軌道計算では、 2028年に地球から0.00031 AU (46,000 km)まで接近する可能性があることが示された。これは月の軌道内にあるが、直撃を許容する大きな誤差があった。さらなるデータにより、2028年の接近距離は0.0064 AU (960,000 km)に修正され、衝突の可能性はなかった。その頃には、衝突の可能性に関する不正確な報告がメディアの騒動を引き起こしていた。[ 44 ]

1998年、映画「ディープ・インパクト」と「アルマゲドン」によって、地球近傍天体が壊滅的な衝突を引き起こす可能性があるという考えが広まりました。[ 78 ]また当時、 2003年にニビルと呼ばれる惑星が地球に衝突するという陰謀論が浮上し、衝突の予測日が2012年、さらに2017年と延期されたにもかかわらず、この陰謀論はインターネット上で根強く残りました。[ 80 ]

リスクスケール

一般大衆に衝突の危険性を伝える方法として、NEO の衝突の危険性を科学的に分類する 2 つの方式があります。

トリノスケール。メートル単位のスケールは、典型的な衝突速度を持つ小惑星のおおよその直径である。

トリノスケールは、 1997 XF 11の衝突リスクに関する一般の混乱を受けて、1999年6月にトリノ（イタリア語：Torino ）で開催されたIAUワークショップで策定されました。[ 81 ]このスケールは、衝突エネルギーと衝突確率に基づいて、0から10までの整数を使用して、今後100年間の衝突リスクを評価します。[ 82 ] [ 83 ]

  • 0と1の評価は天文学者や一般の人々にとって問題ではない。
  • 2から4の評価は、より正確な軌道計算をしようとしている天文学者にとって懸念の度合いが増しているが、一般の人々にとってはまだ懸念事項ではない事象に使用されます。
  • 5から7の評価は、確実ではないが、国民の懸念と政府の緊急時対応計画が必要となる、規模が拡大する影響を対象としている。
  • 8 から 10 は、深刻度が増す特定の衝突に使用されます。

2002年に確立された、より複雑なパレルモスケールは、特定の日付における衝突の可能性と、その衝突が起こるまでの同程度以上のエネルギーを持つ衝突の確率を比較し、その比率の対数をとる。したがって、パレルモスケールの評価は正または負の実数で表すことができ、懸念されるリスクはゼロより大きい値で示される。トリノスケールとは異なり、パレルモスケールは、軌道の信頼性が低い、新たに発見された小天体には影響されない。[ 84 ]

高いリスク評価

NASAは、今後100年間の既知のNEOからの脅威を評価するための自動化システムを維持しており、継続的に更新されるSentry Risk Tableを生成している。[ 85 ]より多くの観測が得られ、不確実性が低減し、より正確な軌道予測が可能になるにつれて、すべてまたはほぼすべてのオブジェクトが最終的にリストから削除される可能性が非常に高い。[ 85 ] [ 86 ]新しく発見された小惑星の接近が重大なリスクとともにリスクリストに初めて載せられた場合、潜在的な影響が最終的に排除されるか、または追加の観測の助けを借りて確認されるかどうかに関係なく、リスクが最初に増加するのは通常である。[ 87 ]同様の表が、欧州宇宙機関（ ESA）の地球近傍天体調整センター（NEOCC） [ 88 ]と、ピサ大学のスピンオフ企業SpaceDySのNEODyS（地球近傍天体ダイナミックサイト）によって維持されている。[ 89 ]

2002年3月、(163132) 2002 CU 11は、トリノスケールで一時的にプラスの評価を受けた最初の小惑星となり、2049年に衝突する確率は約9,300分の1でした。[ 90 ]追加の観測により推定リスクはゼロに減少し、この小惑星は2002年4月にセントリーリスクテーブルから削除されました。[ 91 ]現在では、今後2世紀以内に、2002 CU 11は2080年8月31日に地球に安全な最接近距離（近地点）0.00425 AU（636,000 km、395,000 mi）で接近することが分かっています。[ 92 ]

小惑星(29075) 1950 DAのレーダー画像

小惑星(29075) 1950 DA の直径は約 1 キロメートル (0.6 マイル) で、衝突すれば地球全体に壊滅的な被害をもたらすでしょう。この小惑星が衝突するのは少なくとも 800 年後なのでトリノ スケールの評価はありませんが、パレルモ スケール値が 0 より大きい最初の天体として 2002 年 4 月にセントリー リストに追加されました。[ 25 ] [ 93 ]当時計算された衝突の最大確率は 300 分の 1、パレルモ スケール値は +0.17 で、これは 2880 年までの同様に大きな天体による衝突の背景リスクよりも約 50% 高いものでした。[ 93 ] [ 94 ]追加のレーダー[ 95 ]および光学観測により、2025 年 3 月の時点で、この衝突の確率は 2,600 分の 1 と評価されています。[ 85 ]対応するパレルモスケール値-0.92は、セントリーリストテーブル上のすべてのオブジェクトの中で2番目に高い値です。[ 85 ]

2004年12月24日、発見から5日後、直径370メートル（1,210フィート）の小惑星99942アポフィスは、トリノスケールで4と評価されました。これは、当時入手可能な情報では、2029年4月に地球に衝突する確率が1.6％とされていたため、これまでで最も高い評価でした。[ 96 ]その後3日間にわたって観測が収集され、計算された衝突確率は最初は2.7％まで上昇しましたが、[ 97 ]その後、この接近の不確実性領域が縮小し、地球が含まれなくなったため、ゼロに戻りました。[ 98 ]当時は、その後の接近中に発生する可能性のある衝突についてはまだ不確実性がありました。しかし、追加の観測により軌道計算の精度が向上したため、どの日付でも衝突のリスクはなくなりました[ 99 ]そして、アポフィスは2021年2月にセントリーリスクテーブルから削除されました。[ 91 ]

2025年3月現在、2010年RF12はセントリーリスト表で地球に衝突する可能性が最も高く、2095年9月5日には10分の1の確率で衝突するとされている。[ 85 ]しかし、直径わずか7メートル（23フィート）のこの小惑星は、潜在的に危険な小惑星と見なすには小さすぎ、深刻な脅威を与えるものではない。そのため、2095年に起こりうる衝突はパレルモスケールでわずか-2.97と評価されている。[ 85 ]

2025年1月、直径55メートル（180フィート）の小惑星2024 YR 4が、2032年12月22日に衝突する可能性があるとして、トリノスケールで3の評価に達し、この天体が遠ざかり暗くなるにつれてより強力な望遠鏡で観測を予定し、より正確に軌道を決定して、衝突リスクの予測を改良する行動計画が発動された。[ 100 ] 2025年2月、衝突リスクは32分の1でピークに達し、その後1000分の1を下回り、トリノスケールの評価は0に引き下げられた。[ 101 ] 2025年3月2日の時点で、2032年の遭遇による地球への衝突リスクは12万分の1にまで下がった。[ 85 ]一方、 2024年 4月までにYR4は、同じ遭遇中に15:17から15:21 UTC頃に70%の下弦の月に衝突する確率が4%であると推定されました[ 102 ] 。 [ 103 ]

脅威を最小限に抑えるプロジェクト

調査によるNEAの年間発見数：全NEA（上）と1 kmを超えるNEA（下）

1968年に小惑星イカロスが地球に接近する1年前、マサチューセッツ工科大学の学生たちはイカロス計画を立ち上げ、小惑星が地球に衝突するコースにあることが判明した場合に備えてロケットで小惑星を逸らす計画を考案した。[ 104 ]イカロス計画はメディアで大きく報道され、1979年の災害映画『メテオ』の題材となった。この映画ではアメリカとソ連が協力して、彗星が衝突した小惑星の地球に落下する破片を爆破する。[ 105 ]

地球近傍小惑星の発見を目的とした最初の天文学プログラムは、パロマー惑星横断小惑星サーベイであった。衝突の危険性との関連性、専用のサーベイ望遠鏡の必要性、そして衝突を未然に防ぐ選択肢については、1981年にコロラド州スノーマスで開催された学際会議で初めて議論された。[ 78 ]より包括的なサーベイであるスペースガードサーベイの計画は、米国議会の命令により、1992年からNASAによって策定された。[ 106 ] [ 107 ]国際レベルでのサーベイの推進を図るため、国際天文学連合（IAU）は1995年にイタリアのヴルカーノでワークショップを開催し、 [ 106 ] 1年後には同じくイタリアにスペースガード財団を設立した。[ 7 ] 1998年、米国議会はNASAに、2008年までに直径1km（0.62マイル）以上の地球近傍小惑星（地球規模の壊滅を脅かすもの）の90％を検出するという命令を与えた。[ 107 ] [ 108 ]

2013年12月から始まった地球近傍天体WISEプログラムの最初の3年間に発見された小惑星。緑の点はNEAを示している。

リンカーン地球近傍小惑星調査（LINEAR）、スペースウォッチ、地球近傍小惑星追跡（NEAT）、ローウェル天文台地球近傍天体探索（LONEOS）、カタリナ・スカイ・サーベイ（CSS）、カンポ・インペラトーレ地球近傍天体サーベイ（CINEOS）、日本スペースガード協会、アジアーゴ-DLR小惑星サーベイ（ADAS）、地球​​近傍天体WISE（NEOWISE）など、いくつかの調査で「スペースガード」活動（総称）が行われてきた。その結果、直径1kmを超える地球近傍小惑星の既知数と推定総数の割合は、1998年の約20%から2004年には65%、[ 7 ] 2006年には80%、[ 108 ] 2011年には93%に増加した。こうして、当初のスペースガードの目標は、わずか3年遅れで達成された。[ 8 ] [ 109 ] 2024年12月現在、1 kmを超える北東エストニアが867個発見されており、そのうち1つは2024年に、2つは2023年に発見された。[ 1 ]

2005年、当初のUSAスペースガードの義務はジョージ・E・ブラウン・ジュニア地球近傍天体調査法によって延長され、NASAは2020年までに直径140メートル（460フィート）以上の地球近傍天体の90％を検出することが求められている。[ 9 ] 2016年1月、NASAは効果的な脅威評価、対応および緩和の取り組みを調整するために惑星防衛調整局（PDCO）の設立を発表し、期限なしで直径140メートル（460フィート）以上の地球近傍天体の90％を検出するという目標を強化した。[ 10 ] [ 110 ] 2020年9月、これらの約半分が発見されたと推定されたが、このサイズの物体が地球に衝突するのは3万年に1回程度である。[ 111 ] 2023年12月、より小さな小惑星の絶対輝度の低い推定値を使用して、直径140メートル（460フィート）以上の発見されたNEOの割合は38％と推定されました。[ 112 ]チリに拠点を置くベラ・C・ルビン天文台は、2025年から南の空の一時的なイベントを調査する予定で、既知の小惑星の数は10から100倍に増加し、直径140メートル（460フィート）以上の既知のNEOの割合が少なくとも60％に増加すると予想されています。[ 113 ]一方、 2027年に打ち上げられるNEOサーベイヤー衛星は、5年間のミッション中にこの割合を76％に押し上げると予想されています。[ 112 ]

調査プログラムは、何年も前に脅威を特定し、人類に脅威を回避するための宇宙ミッションを準備する時間を与えることを目的としている。

スチュワート議員：…我々は技術的に[小惑星]を迎撃できるものを打ち上げる能力があるのでしょうか？…アハーン博士：いいえ。もし宇宙船の計画が既に文書化されていたら、1年かかります…つまり、典型的な小規模ミッションは…承認から打ち上げ開始まで4年かかります…

— クリス・スチュワート下院議員（共和党、ユタ州）とマイケル・F・アハーン博士、2013年4月10日、米国議会[ 114 ]

対照的に、 ATLAS計画は、衝突直前に衝突する小惑星を発見することを目的としており、偏向操作を行うには遅すぎるものの、影響を受けた地球地域からの避難やその他の準備には間に合うように計画されている。[ 115 ]別のプロジェクトであるツヴィッキートランジェントファシリティ（ZTF）は、明るさが急激に変化する天体を調査し、[ 116 ]地球の近くを通過する小惑星も検出する。[ 117 ]

NEO研究に携わる科学者たちは、もし物体が地球と衝突するコース上にあると判明した場合、その脅威を積極的に回避する選択肢も検討してきた。[ 78 ]実行可能な方法はすべて、脅威となるNEOを破壊するのではなく、偏向させることを目的としている。なぜなら、破片は依然として広範囲にわたる破壊を引き起こすからである。[ 13 ]偏向とは、予測される衝突の数ヶ月から数年前に物体の軌道を変えることを意味し、必要なエネルギーも桁違いに少ない。[ 13 ]

番号と分類

1980年から2025年までの地球近傍小惑星の累計発見数（大きさ別）

NEOが検出されると、他のすべての太陽系の小天体と同様に、その位置と明るさがカタログ作成のために（IAUの）小惑星センター（MPC）に提出される。MPCは、確認済みのNEOと潜在的なNEOのリストを別々に管理している。[ 118 ] [ 119 ] MPCは、潜在的に危険な小惑星（PHA）のリストも別途管理している。[ 30 ] NEOは、 NASAジェット推進研究所（JPL）の2つの別々の部門、地球近傍天体研究センター（CNEOS）[ 120 ]と太陽系ダイナミクスグループによってもカタログ化されている。[ 121 ] CNEOSの地球近傍天体カタログには、小惑星と彗星の接近距離が含まれている。[ 47 ] NEOは、ESAの部門である地球近傍天体調整センター（NEOCC）によってもカタログ化されている。[ 122 ]

地球近傍天体は、大きさ、組成、軌道によって、流星体、小惑星、彗星に分類されます。小惑星に属する天体は、さらに小惑星族に属する場合があり、彗星は流星群を発生させる流星体流を作り出します。

2024年12月30日現在、CNEOSの統計によると、37,378個のNEOが発見されています。そのうち彗星はわずか123個（0.33%）、小惑星は37,255個（99.67%）です。これらのNEOのうち2,465個は、潜在的に危険な小惑星（PHA）に分類されています。[ 1 ]

2025年2月2日現在、NASAのウェブサイトのセントリー衝突リスクページには1,886個のNEAが掲載されている。[ 85 ]これらのNEAのうち106個を除くすべてが直径50メートル未満であり、最近発見された天体のうちトリノスケールでゼロを超える衝突リスクを持つのは1つだけであり、パレルモスケールでゼロを超える評価を持つものはない。[ 82 ]

観察バイアス

NEOの数を推定する際の主な問題は、NEOを検出する確率が、その大きさはもちろんのこと、軌道の特性や表面の反射率など、NEOのさまざまな側面に左右されることです。[ 123 ] 検出しやすいものはより多く数えられるため、検出されたメンバーのリストから集団内の天体数を計算する際には、これらの観測バイアスを補正する必要があります。 [ 123 ]

地球の軌道よりも太陽に近い軌道を周回する小惑星の想像図。その暗い側面を示している。

より大きな小惑星はより多くの光を反射するため、地球近傍天体の中で最も大きい2つである433エロスと1036ガニメドは、当然ながら最初に検出された天体の一つでもある。[ 124 ] 1036ガニメドの直径は約35km（22マイル）、433エロスは直径約17km（11マイル）である。[ 124 ]一方、より近い天体の見かけの明るさは高くなるため、一定の大きさの地球に近づくNEOの発見に有利なバイアスが生じる。[ 125 ]

地球ベースの天文学は暗い空と夜間の観測を必要とし、宇宙ベースの望遠鏡でさえ太陽に近い方向を観測することを避けているため、ほとんどのNEO調査では太陽の側で地球を通過する物体は検出されません。[ 125 ] [ 126 ]この偏りは位相の影響によってさらに強調されます。観測者から見て小惑星と太陽の角度が狭いほど、小惑星の観測側で照らされる部分は少なくなります。[ 125 ]もう1つの偏りは物体の表面輝度またはアルベドの異なる結果であり、大きくてもアルベドの低い物体が小さくてもアルベドの高い物体と同じくらい明るくなることがあります。[ 125 ] [ 127 ]さらに、小惑星表面の反射率は均一ではなく、照明と反対の方向に向かって増加し、位相暗化現象を引き起こします。この現象により、地球が太陽光の軸に近いときに小惑星がさらに明るくなります。[ 125 ]小惑星の観測されたアルベドは通常、太陽の反対方向に非常に近いところで強いピークまたは衝サージを示します。 [ 125 ]異なる表面は異なるレベルの位相暗化を示し、研究により、アルベドバイアスに加えて、例えば炭素に富むC型小惑星よりもシリコンに富むS型小惑星が発見されやすいことが示されました。 [ 125 ]これらの観測バイアスの結果として、地球ベースの調査では、NEOは衝、つまり地球から見て太陽の反対側にあるときに発見される傾向がありました。[ 112 ]

これらのバイアスの多くを回避する最も実用的な方法は、宇宙空間で熱赤外線望遠鏡を使用することです。この望遠鏡は、可視光線の反射ではなく、熱放射を観測し、その感度は照明にほとんど依存しません。[ 112 ] [ 127 ]さらに、地球の影の中の太陽の周りを周回する宇宙望遠鏡は、太陽の方向に対して45度という近い角度で観測を行うことができます。[ 126 ]

さらに観測バイアスにより、地球との遭遇頻度が高い天体の方がアポロよりもアテンの検出確率が高くなる。また、地球との遭遇時に速度が遅い天体の方が離心率が低い北東小惑星の検出確率が高くなる。[ 128 ]

このような観測バイアスは、NEOの種族を決定するために識別され、定量化されなければならない。なぜなら、小惑星の種族の研究では、より正確な評価を行うために、それらの既知の観測選択バイアスが考慮されるからである。[ 129 ] 2000年には、既知の観測バイアスをすべて考慮に入れると、少なくともキロメートルの大きさ、または技術的により正確には、絶対等級が17.75より明るい地球近傍小惑星が約900個あると推定された。[ 123 ]

地球近傍小惑星

2004年9月に接近した小惑星4179トータティスの1分間の軌道（パラナル天文台）

これらは、彗星の尾やコマを持たない地球近傍軌道上の小惑星です。2024年12月現在、37,255個の地球近傍小惑星（NEA）が知られており、そのうち2,465個は十分に大きく、地球に十分接近する可能性があるため、潜在的に危険と分類されています。[ 1 ]

NEA はその軌道上で数百万年しか存続しない。[ 27 ]最終的には惑星の摂動によって太陽系から放出されるか、太陽、惑星、その他の天体と衝突して消滅する。 [ 27 ]太陽系の年齢 45 億年と比較すると軌道寿命が短いため、観測された小惑星を説明するには、新しい小惑星が絶えず地球近傍軌道に移動されなければならない。これらの小惑星の受け入れられている起源は、メインベルト小惑星が木星との軌道共鳴によって太陽系内部に移動されたというものである。[ 27 ]共鳴による木星との相互作用により小惑星の軌道が摂動し、小惑星が太陽系内部に入ってくる。小惑星帯にはカークウッドの隙間と呼ばれる隙間があり、これらの共鳴は、これらの共鳴にある小惑星が他の軌道に移動されたときに発生する。新しい小惑星は、地球近傍小惑星の継続的な供給をもたらすヤルコフスキー効果のために、これらの共鳴領域に移動する。 [ 130 ]小惑星帯全体の質量と比較すると、NEAの個体群を維持するために必要な質量損失は比較的小さく、過去35億年間で合計6％未満である。[ 27 ]地球近傍小惑星の組成は、小惑星帯の小惑星の組成に匹敵し、さまざまな小惑星のスペクトル型を反映している。[ 131 ]

少数のNEAは、揮発性物質を失った絶滅彗星であるが、微弱または断続的な彗星のような尾を持つからといって、必ずしも地球近傍彗星に分類されるわけではなく、その境界はやや曖昧である。残りの地球近傍小惑星は、木星との重力相互作用によって小惑星帯から追い出されている。[ 27 ] [ 132 ]

多くの小惑星には天然の衛星（小惑星の衛星）があります。2024年12月現在、104のNEAが少なくとも1つの衛星を持つことが知られており、そのうち5つは2つの衛星を持つことが知られています。[ 133 ]直径4.5 km（ 2.8マイル）の最大級のPHAの一つである小惑星3122フローレンスには、直径100～300 m（330～980フィート）の衛星が2つあり、2017年に地球に接近した際にレーダー画像によって発見されました。[ 134 ]

2022年5月、ワシントン大学の研究者らが太陽系の小惑星を発見するために開発した、トラックレットレス太陽中心軌道回復（THOR）と呼ばれるアルゴリズムが成功したと発表されました。[ 135 ]国際天文学連合の小惑星センターは、このアルゴリズムによって特定された一連の最初の候補小惑星を確認しました。[ 136 ]

サイズ分布

大きさ別に見た地球近傍小惑星

これらの小惑星のごく一部の大きさは、レーダー観測や小惑星表面の画像、恒星の掩蔽などから 1% 以上の精度でわかっているが、地球近傍小惑星の大部分の直径は、明るさと代表的な小惑星表面反射率またはアルベド（一般に 14% と推定されている）に基づいて推定されているにすぎない。[ 120 ]小惑星のアルベドは最低 5%、最高 30% の範囲にあるため、このような間接的な大きさの推定では、個々の小惑星について 2 倍以上の不確実性が生じる。そのため、これらの小惑星の体積は 8 倍、質量も少なくとも同程度不確実である。これは、想定される密度にも不確実性があるためである。この大まかな方法​​を使用すると、絶対等級17.75 は直径 1 km (0.62 マイル) におおよそ相当し[ 120 ]、絶対等級 22.0 は直径 140 メートル (460 フィート) に相当する。[ 2 ] 推定アルベドから得られるものよりは精度は良いが直接測定ほど正確ではない中間精度の直径は、小惑星の熱モデルを使用して直径とアルベドの両方を推定し、反射光と熱赤外線放射を組み合わせることで得られる。広域赤外線探査機 ( WIE ) と NEOWISE ミッションで適用されているこの方法の信頼性は専門家の間で論争の的となっており、2018 年に 2 つの独立した分析が発表された。1 つは WISE 法を批判し、もう 1 つは WISE 法と一致する結果を示している。[ 137 ] 2023 年の研究では、明るさ、アルベド、直径の関係が再評価された。直径が 1 km を超える多くの物体では、明るさの推定値がわずかに引き下げられた。一方、より小さな天体の新たなアルベド推定値に基づいて、この研究ではH = 23が直径140mに最もよく一致することがわかった。[ 112 ]

2000年にNASAは、直径1キロメートル以上、より正確には絶対等級17.75以上の地球近傍小惑星の推定数を1,000～2,000個から500～1,000個に減らした。[ 138 ] [ 139 ]その後まもなく、LINEAR調査により、1,227+170 −90[ 140 ] 2011年にNEOWISE観測に基づいて、1キロメートルNEAの推定数は981 ± 19個（そのうち93%は当時発見されていた）であり、直径140メートルを超える北東インド諸島の数は13,200 ± 1,900。[ 8 ] [ 109 ] NEOWISEの推定値は、主に小惑星の平均アルベドをわずかに低く想定している点で他の推定値と異なっており、同じ小惑星の明るさに対してより大きな直径の推定値を生み出している。この結果、直径1km以上の小惑星が当時911個と推定されたのに対し、CNEOSは同じ入力からわずかに高いアルベドを想定すると、当時830個とリストアップしていた。[ 141 ] 2017年には、改良された統計手法を用いた2つの研究により、絶対等級17.75（直径約1km以上）より明るいNEAの推定数がわずかに減少した。921 ± 20。[ 142 ] [ 143 ]絶対等級22.0（直径約140メートル以上）よりも明るい地球近傍小惑星の推定数は、27,100 ± 2,200個で、WISE推定値の2倍であり、その約4分の1は当時知られていた。[ 143 ]直径約40メートル（130フィート）に相当するH = 25よりも明るい小惑星の数は、840,000 ± 23,000個— そのうち約1.3%が2016年2月までに発見された。H = 30 （3.5メートル（11フィート）以上）より明るい小惑星の数は推定されている。4億± 1億個あり、そのうち約0.003％が2016年2月までに発見された。[ 143 ]

2021年9月の研究では、直径1kmを超える北半球の推定数（WISEデータと17.75未満の絶対輝度を代理として使用）がわずかに上方修正され、2023年の研究では、平均絶対等級、アルベド、直径の関係を再評価し、異なるサイズの小惑星の発見数と推定総数の比率を2021年の研究で確認したが、直径140メートルの代理をH = 23に変更することで、それより大きい推定総数35,000個のうち、2022年末までに発見されたのは約44％に過ぎないと推定した。[ 112 ] 2024年1月現在、NEOカタログでは、直径140メートルの代理としてH = 22がまだ使用されている。 [ 2 ]

2024年12月30日現在、測定された絶対等級と推定アルベドから大まかに推定された直径を使用した場合、CNEOSによってリストされている867のNEA（152のPHAを含む）は少なくとも直径1kmであり、11,167の既知のNEA（2,465のPHAを含む）は直径140mより大きい。[ 1 ]

地球近傍小惑星の中で最も小さいものは2015 FF 415で、絶対等級は34.34 [ 121 ] 、推定直径は約0.5メートル（1.6フィート）である。[ 144 ]地球近傍小惑星の中で最も大きいものは1036 ガニメドで、[ 121 ]絶対等級は9.18で、直接測定された不規則な寸法は直径約38キロメートル（24マイル）に相当する。[ 145 ]

軌道分類

NEA軌道グループ（NASA/JPL）

地球近傍小惑星は、その長半径（a）、近日点距離（q）、遠日点距離（Q）に基づいてグループ分けされます。[ 2 ] [ 26 ]

  • アティラスまたはアポヘレスは、地球の軌道の内側に完全に収まっている軌道を周回する。アティラス小惑星の遠日点距離（Q）は、地球の近日点距離（0.983 AU）よりも小さい。つまり、Q < 0.983 AUであり、小惑星の長半径も0.983 AU未満であることを意味する。[ 146 ]このグループには、地球に決して接近しない軌道を周回する小惑星が含まれる。これには、太陽の周りを金星の軌道の内側で完全に周回するアイロハクスニムのサブグループ[ 147 ]や、水星の軌道の内側で完全に周回するバルカン類の仮説上のサブグループが含まれる。[ 148 ]
  • アテン小惑星の軌道長半径は1 AU未満で、地球の公転軌道と交差しています。数学的には、a < 1.0 AU、Q > 0.983 AUです。（0.983 AUは地球の近日点距離です。）
  • アポロ衛星の軌道長半径は1 AUを超え、地球の軌道を横切ります。数学的には、a > 1.0 AU、q < 1.017 AUです。（1.017 AUは地球の遠日点距離です。）
  • アモール小惑星は地球の軌道から完全に外れた軌道を周回します。アモール小惑星の近日点距離（q）は地球の遠日点距離（1.017 AU）よりも大きくなります。アモール小惑星は地球近傍天体でもあるため、q < 1.3 AUとなります。つまり、1.017 AU < q < 1.3 AUとなります。（これは、小惑星の軌道長半径（a）も1.017 AUより大きいことを意味します。）アモール小惑星の軌道の中には、火星の軌道と交差するものもあります。

著者によってはアテン小惑星の定義が異なり、半径が1 AU未満の小惑星すべてと定義している。[ 149 ] [ 150 ]つまり、アティラ小惑星はアテン小惑星の一部であると考えている。[ 150 ]歴史的には、1998年までアティラ小惑星は知られておらず、存在が疑われていなかったため、区別は必要なかった。

アティラスとアモールは地球の軌道を横切らず、直ちに衝突の脅威となることはないが、将来的には地球を横切る軌道に変化する可能性がある。[ 27 ] [ 151 ]

2024年12月30日現在、34個のアティラ、2,952個のアテン、21,132個のアポロ、13,137個のアモールが発見され、カタログ化されている。[ 1 ]

共軌道小惑星

太陽と地球に対する5つのラグランジアン点と重力等高線に沿った可能な軌道

ほとんどのNEAは、地球や他の主要な惑星よりもかなり離心率の高い軌道を持ち、その軌道面は地球の軌道に対して数度傾くことがあります。離心率、傾斜角、長半径が地球の軌道に似ているNEAは、アルジュナ小惑星として分類されます。[ 152 ]このグループには、地球と同じ軌道周期、つまり1:1の軌道共鳴に相当する共軌道構成を持つNEAがあります。すべての共軌道小惑星は、比較的安定した特殊な軌道を持ち、逆説的に地球への接近を防いでいます。

  • トロヤ群小惑星: 惑星の軌道の近くには、小惑星が惑星と一定の編隊で太陽の周りを回る、ラグランジュ点と呼ばれる5つの重力平衡点があります。これらのうち、惑星の軌道に沿って60度前方と後方にある2つのラグランジュ点（それぞれL4とL5で指定）は安定しています。つまり、これらの点の近くの小惑星は、他の惑星や重力以外の力による軽い摂動にもかかわらず、数千年、あるいは数百万年もそこにとどまります。トロヤ群小惑星は、オタマジャクシに似た軌道でL4またはL5の周りを周回します。 [ 153 ] 2023年10月現在、地球には2つのトロヤ群小惑星が確認されています。 [ 154 ] (706765) 2010 TK 7と(614689) 2020 XL 5は、どちらも地球のL4点を周回しています。 [ 155 ] [ 156 ]
  • 馬蹄形リプレーター: L4とL5の周囲の安定領域には、L4とL5の両方を周回する共軌道小惑星の軌道も含まれる。地球と太陽を基準に、軌道は馬蹄形の円周に似た形になることもあれば、馬蹄形の領域内を前後に揺れる（リブレーションする）年輪で構成されることもある。どちらの場合も、太陽は馬蹄形の重心にあり、地球は馬蹄形の隙間にあり、L4とL5は馬蹄形の両端の内側にある。地球の既知の共軌道のうち、最も安定した軌道を持つものと最も安定していない軌道を持つものは、馬蹄形リプレーターである。 [ 153 ] 2023年10月現在、地球の馬蹄形リプレーターが少なくとも13個発見されている。 [ 154 ]最も研究され、直径約5 km (3.1 mi)で最大の小惑星は3753 Cruithneで、豆の形をした年周軌道を描きながら公転し、770～780年ごとに馬蹄形秤動周期を完了する。 [ 157 ] [ 158 ] (419624) 2010 SO 16は、比較的安定した馬蹄形の円周軌道を周回する小惑星で、馬蹄形秤動周期は約350年である。 [ 159 ]
  • 準衛星: 準衛星は、地球の軌道よりも離心率の高い通常の楕円軌道上にある共軌道小惑星であり、地球の運動と同期して公転している。小惑星は、太陽から遠いときは地球より遅く太陽の周りを公転し、太陽に近いときは地球より速く公転するため、太陽と地球に固定された回転参照系で観測すると、準衛星は重力に束縛されていないにもかかわらず、1年かけて地球を逆方向に公転しているように見える。2023年10月現在、6つの小惑星が地球の準衛星であることがわかっている。 [ 154 ] 469219 カモオアレワは、ほぼ1世紀にわたって安定した軌道上にある地球に最も近い準衛星である。 [ 160 ]この小惑星は衝突の際に放出された月の一部であると考えられています。 [ 154 ] [ 161 ]軌道計算によると、ほぼすべての準衛星と多くの馬蹄形リプレーターは、馬蹄形軌道と準衛星軌道の間を繰り返し遷移しています。 [ 160 ] [ 162 ]これらの天体のうちの1つである2003 YN 107は、2006年に準衛星軌道から馬蹄形軌道への移行中に観測されました。 2066年頃には準衛星軌道に戻ると予想されている。 [ 163 ] 2023年に発見されたが、2012年の古い写真で見つかった準衛星2023 FW 13は、紀元前100年から西暦3700年までの約4000年間、安定した軌道を持っていることが判明した。 [ 164 ]
  • 複合軌道上の小惑星：軌道計算によると、一部の共軌道小惑星は、馬蹄形軌道と準衛星軌道の間を、馬蹄形周期と準衛星周期の間を遷移することが示されています。理論的には、トロヤ群軌道と馬蹄形軌道の間でも同様の連続遷移が起こり得ます。2023年1月現在、少なくとも20個の地球共軌道NEAが、複合軌道の馬蹄形軌道段階にあると考えられています。[ 162 ]
2020 CD 3の地球周回軌道のアニメーション  2020 CD 3  ·  月 ・  地球
  • 一時的衛星: NEA は太陽軌道と地球の遠方の軌道の間を移動し、重力で束縛された一時的衛星になることもできる。シミュレーションによると、一時的衛星は通常、地球が軌道上で太陽に最も近いか最も遠い点にあるときに地球の L1 または L2 ラグランジュ点を通過し、地球の周りを数回周回した後、月からの摂動により太陽中心軌道に戻るときに捕獲される。 [ 29 ]厳密に言えば、一時的衛星は共軌道小惑星ではなく、地球に捕獲される前後により広いアルジュナタイプの軌道をとることができるが、シミュレーションでは馬蹄形軌道から捕獲されたり、馬蹄形軌道に移動したりできることが示されている。 [ 152 ]シミュレーションではまた、地球は通常、特定の時点で少なくとも 1 つの直径 1 メートル (3.3 フィート) の一時的衛星を持っているが、現在の調査では検出できないほど暗いことが示されている。 [ 29 ] 2024年12月現在、5つの一時的な衛星が観測されている: [ 152 ] 1991 VG、 [ 165 ] 2006 RH 120、 [ 166 ] [ 167 ] 2022 NX 1 [ 152 ]および2024 PT 5。 [ 168 ] 5メートル（16フィート）の小惑星2023 FY 3の計算では、過去10,000年間と将来10,000年間の両方で一時的な衛星軌道への遷移が繰り返されることが示された。 [ 152 ]

地球近傍小惑星には、金星の共軌道も含まれる。2023年1月現在、金星の共軌道として知られているものはすべて、地球の軌道と交差する大きな離心率を持つ軌道を持っている。[ 162 ] [ 169 ]

流星体

1961年、IAUは流星体（メテオロイド）を、小惑星よりもかなり小さいサイズで区別される固体惑星間物体の一種と定義した。[ 70 ]この定義は当時有用であった。なぜなら、ツングースカ事件を除いて、歴史的に観測された流星はすべて、当時望遠鏡で観測可能だった最小の小惑星よりもかなり小さい物体によって生成されたからである。[ 70 ]ますます小さな小惑星の発見や、より多様なNEO衝突の観測により、この区別が曖昧になり始めたため、1990年代からサイズ制限のある改訂定義が提案されてきた。[ 70 ] 2017年4月、IAUは改訂定義を採用した。この定義では、流星体のサイズは一般的に直径30μmから1mに制限されているが、流星を発生させるあらゆるサイズの物体にこの用語を使用することを許可しているため、小惑星と流星体の区別は曖昧になっている。[ 170 ]

地球近傍彗星

1910年5月に地球に0.10 AU [ 171 ]接近したハレー彗星

地球近傍彗星（NEC）は、固体の核から放出された塵、ガス、または電離粒子で構成される尾またはコマを持つ、地球近傍軌道上の天体です。彗星の核は通常、小惑星よりも密度が低いですが、地球を通過する際の相対速度が速いため、彗星の核の衝突エネルギーは同サイズの小惑星よりもわずかに大きくなります。[ 172 ] NECは断片化によりさらなる危険をもたらす可能性があります。流星群を生み出す流星体流には、実質的にNEAである大きな不活性な破片が含まれる可能性があります。[ 173 ]地球の歴史上、彗星の衝突は決定的に確認されていませんが、ツングースカ事件はエンケ彗星の破片によって引き起こされた可能性があります。[ 174 ]

彗星は一般的に短周期彗星と長周期彗星に分けられる。短周期彗星は、軌道周期が200年未満で、海王星の軌道の外側にあるカイパーベルトで発生する。一方、長周期彗星は、太陽系の外縁部にあるオールトの雲で発生する。 [ 13 ]近地球彗星によるリスク評価では、軌道周期の区別が重要である。短周期NECは複数回出現して観測されている可能性が高いため、軌道をある程度正確に決定できるのに対し、長周期NECは、精密観測が始まって以来、出現したときに最初で最後に見られたものと想定されるため、その接近を事前に十分に予測することができないからである。[ 13 ]長周期NECの脅威はNEAの脅威の1%以下と推定されており、長周期彗星は非常に暗く、太陽から遠く離れた場所では検出が困難であるため、スペースガードの活動は一貫して小惑星と短周期彗星に焦点を当ててきました。[ 106 ] [ 172 ] NASAのCNEOS [ 2 ]とESAのNEOCC [ 26 ]はどちらもNECの定義を短周期彗星に限定しています。2024年12月30日現在、そのような天体は123個発見されています。[ 1 ]

スイフト・タットル彗星は、毎年8月にペルセウス座流星群の源でもあり、地球に接近する軌道を約130年周期で周回する。1992年9月の彗星回収時には、1862年と1737年の2回の接近しか確認されていなかったが、計算では、次回の接近は2126年で、衝突は不確実性の範囲内と示された。1993年までに、さらに早い接近（少なくとも西暦188年まで遡る）が確認され、観測期間が長くなったことで衝突のリスクは排除された。この彗星は2126年に地球から2300万キロメートルの距離を通過する。3044年には、地球から160万キロメートル未満の距離を通過すると予想されている。[ 175 ]

人工地球近傍天体

2002年9月3日に撮影されたJ002E3の発見画像。J002E3は円の中にある。

使用済みの宇宙探査機やロケットの最終段階は、太陽の周りの地球近傍軌道に到達する可能性があります。このような人工の地球近傍天体の例としては、2018年のロケット試験でダミーペイロードとして使用されたテスラロードスター[ 176 ]やケプラー宇宙望遠鏡[ 177 ]などがあります。これらの天体の中には、その人工的な起源が認識される前に地球近傍に戻った際にNEO調査によって再発見され、小惑星として分類されたものもあります。

小惑星1991VGに分類される天体は、1991年11月に地球を周回する一時的な衛星軌道から太陽軌道への移行中に発見され、1992年4月までしか観測できませんでした。一部の科学者は、人工の宇宙ゴミが戻ってきたのではないかと疑っていました。2017年の新たな観測により、その軌道と表面特性に関するより詳細なデータが得られ、新たな研究で人工起源の可能性は低いと結論付けられました。[ 165 ]

2002年9月、天文学者はJ002E3と名付けられた物体を発見した。この物体は一時的に地球を周回する衛星軌道上にあり、2003年6月に太陽軌道へ移った。計算によると、2002年以前にも太陽軌道上にあったが、1971年には地球に近かった。J002E3は、アポロ12号を月へ運んだサターンVロケットの第3段であると特定された。 [ 178 ] [ 179 ] 2006年には、人工物と疑われるさらに2つの一時的な衛星が発見された。[ 179 ]そのうちの1つは最終的に小惑星と確認され、一時的な衛星2006 RH 120に分類された。[ 179 ]もう1つの6Q0B44Eは人工物と確認されたが、その正体は不明である。[ 179 ] 2013年には別の一時的な衛星が発見され、小惑星の疑いで2013 QW 1と命名された。後に起源不明の人工物であることが判明した。2013 QW 1は小惑星センターの小惑星リストから削除された。[ 179 ] [ 180 ] 2020年9月、地球の軌道に非常によく似た軌道で検出された物体が一時的に2020 SOと命名された。しかし、軌道計算とスペクトル観測により、この物体は1966年のサーベイヤー2号無人月着陸船のセントールロケットブースターであることが確認された。 [ 181 ] [ 182 ]

太陽軌道上の活動的な宇宙探査機がNEO調査によって観測され、識別される前に誤って小惑星としてカタログ化されるケースもある。2007年、ESAの宇宙探査機ロゼッタは彗星への経路で地球をフライバイした際、未確認の小惑星として検出され、小惑星2007 VN 84に分類され、接近警報が発令された。[ 183 ]​​ 2015 HP 116という名称は、ESAの天体測量宇宙観測衛星ガイアによって観測天体が特定された際に、同様に小惑星カタログから削除された。[ 184 ]

探査ミッション

一部のNEOは、地球に対する速度が低く重力が弱いため、 NEOを物理的に探査するミッションに宇宙船を送るために必要な軌道速度変化の総量、ひいてはミッションに必要なロケット燃料の量が、月探査ミッションに必要な量よりも少ないため、特に興味深いものです。NEOは、地球化学および天文学の直接的な調査、そして人類が利用できる地球外物質の潜在的に経済的な供給源として、興味深い科学的機会を提供する可能性があります。[ 11 ]そのため、NEOは探査の魅力的なターゲットとなっています。[ 185 ]

NEAへのミッション

NASAのNEARシューメーカー探査機が捉えた433エロスのさまざまな画像
NASAのOSIRIS-REx探査機の標的である小惑星101955ベンヌのモザイク画像

1971年3月、 IAUはアリゾナ州ツーソンで小惑星に関するワークショップを開催した。その時点では、小惑星への宇宙船の打ち上げは時期尚早と考えられていた。このワークショップは、NEAを特に狙った最初の天文調査のきっかけとなったに過ぎなかった。[ 12 ]小惑星へのミッションは、1978年1月にNASAの宇宙科学局がシカゴ大学で開催したワークショップで再び検討された。1977年半ばまでに発見されたすべての地球近傍小惑星（NEA）のうち、宇宙船が火星に到達するのに必要な推進エネルギーよりも少ない推進エネルギーでランデブーして帰還できるのは、約10分の1しかないと推定された。すべてのNEAの表面重力が低いため、NEAの表面を動き回るのにかかるエネルギーはごくわずかであり、そのため宇宙探査機は複数のサンプルを収集できることが認識された。[ 12 ]全体として、全NEAのうち約1%、つまり当時知られていたNEAは約10個程度しか有人ミッションの機会を提供できないと推定されていました。10年以内に有人ミッションを実施するには、NEAの発見率を5倍に高める必要があると考えられていました。[ 12 ]

宇宙船が訪れた最初の地球近傍小惑星は433エロスで、 NASAのNEARシューメーカー探査機が2000年2月から周回飛行し、2001年2月に17km（11マイル）の小惑星の表面に着陸しました。[ 16 ] 2番目のNEAである長さ535m（1,755フィート）のピーナッツ型の25143イトカワは、2005年9月から2007年4月にかけてJAXAのはやぶさミッションによって探査され、物質サンプルを地球に持ち帰ることに成功しました。[ 186 ] 3番目のNEAである長さ2.26km（1.40マイル）の細長い4179トータティスは、 2012年12月のフライバイ中にCNSAの嫦娥2号宇宙船によって探査されました。[ 17 ] [ 25 ]

980メートル（3,220フィート）のアポロ小惑星162173 リュウグウは、2018年6月[ 187 ]から2019年11月[ 18 ]まで、 JAXAのはやぶさ2宇宙探査機によって探査され、地球にサンプルが持ち帰られた。[ 21 ] 2回目のサンプルリターンミッションであるNASAのオシリス・レックス探査機は、500メートル（1,600フィート）のアポロ小惑星101955 ベンヌ[ 188 ]をターゲットとした。2025年1月時点で、ベンヌの累積パレルモスケール評価は3番目に高い（2178年から2290年の間に数回の接近遭遇があり、-1.40）。[ 85 ]ベンヌへの旅の途中で、探査機は地球のトロヤ群小惑星の探査に失敗し、[ 189 ] 2018年12月にベンヌの周回軌道に入り、2020年10月にその表面に着陸し、[ 19 ] 3年後に地球にサンプルを持ち帰ることに成功した。[ 22 ]中国は独自のサンプルリターンミッションである天問2号を2025年5月に打ち上げ、地球の準衛星469219カモオアレワをターゲットとし、2027年後半に地球にサンプルを帰還させる予定である。 [ 190 ]

ベンヌへのミッションを完了した後、探査機オシリス・レックスは99942アポフィスの方向に向け直され、2029年4月から周回軌道に入る予定である。[ 19 ]リュウグウ162173の探査を完了した後、はやぶさ2宇宙探査機のミッションは延長され、2026年7月にS型アポロ小惑星98943トリフネ、 2031年7月に高速回転アポロ小惑星1998 KY 26へのフライバイが行われることになった。 [ 191 ] 2025年に、JAXAは別の探査機DESTINY+を打ち上げ、フライバイ中にふたご座流星群の母天体であるアポロ小惑星3200フェートンを探査する予定である。[ 192 ]

小惑星偏向テスト

DART宇宙探査機が小惑星ディモルフォス（SAAO）に衝突した際に発生した噴煙の広がり

2022年9月26日、NASAのDART宇宙船は65803ディディモス系に到達し、アポロ小惑星の衛星ディモルフォスに衝突した。これは、地球近傍天体に対する惑星防衛の方法の試験である。 [ 20 ]地球上または地球を周回する望遠鏡に加えて、衝突はイタリアの小型宇宙船、キューブサットLICIACubeによって観測され、LICIACubeは衝突の15日前にDARTから分離された。 [ 20 ]衝突により、ディモルフォスのディディモス周回軌道周期は33分短縮され、衛星の運動量変化は衝突した宇宙船の運動量の3.6倍であり、変化の大部分は衛星自体から放出された物質によるものであることが示された。[ 23 ]

2024年10月、ESAは宇宙船ヘラを打ち上げ、2026年12月にディディモスの周回軌道に入り、DARTの衝突の影響を調査する予定です。[ 193 ]中国は2027年に独自の小惑星偏向観測探査機2機を打ち上げる計画で、30メートル（98フィート）のアテン小惑星2015 XF 261をターゲットとしています。[ 194 ]

宇宙採掘

2000年代から、ロボットの使用や民間の商業宇宙飛行士を宇宙採掘者として派遣するなどして、地球近傍小惑星を商業的に利用しようとする計画があったが、これらの計画のほとんどは、非常に予備的な研究の域を出なかった。[ 24 ]

2012年4月、プラネタリー・リソーシズ社は小惑星の商業採掘計画を発表しました。第一段階では、同社はデータを精査し、NEAの中から潜在的なターゲットを選定しました。第二段階では、選定されたNEAに宇宙探査機を送り、第三段階では採掘用宇宙船を送り込む予定です。[ 195 ]プラネタリー・リソーシズは2015年4月[ 196 ]と2018年1月に2機のテストベッド衛星を打ち上げました。 [ 197 ]そして第二段階の最初の探査衛星は、同社が2018年に閉鎖され、その資産がコンセンシス・スペースに買収される前の2020年に打ち上げられる予定でした。[ 196 ] [ 198 ]

宇宙採掘を目的として設立された別のアメリカの企業であるアストロフォージは、 2025年2月26日に探査機オーディン（旧称ブロッカー2 ）を打ち上げ、小惑星2022 OB 5に接近通過したが、探査機は技術的な問題を抱えていた。[ 199 ]このミッションの目的は、2022 OB 5が金属を豊富に含むM型小惑星であるかどうかを確認することだった。[ 200 ]オーディンの成功にかかわらず、アストロフォージは1年後に探査機ヴェストリを打ち上げ、同じ小惑星に着陸する予定である。[ 199 ]

NECへのミッション

ESAの探査機ロゼッタが捉えたチュリュモフ・ゲラシメンコ彗星67Pの核

宇宙探査機が初めて地球近傍彗星を訪れたのは、1985年にNASA/ESAの国際彗星探査機ICEがコマを通過した21P/ジャコビニ・ツィナー彗星でした。1986年3月、ICEはソ連の探査機ベガ1号とベガ2号、宇宙科学研究所の探査機さきがけとすいせい、そしてESAの探査機ジオットとともに、ハレー彗星の核を通過しました。1992年には、ジオットは別の地球近傍彗星である26P/グリッグ・シェレラップ彗星も訪れました。[ 13 ]

2010年11月、 NASAの探査機ディープインパクトは、地球近傍ではないテンペル1彗星への主要ミッションを完了した後、地球近傍の103P/ハートレー彗星の近くを通過しました。[ 14 ]

2014年8月、ESAの探査機ロゼッタは地球近傍彗星67P/チュリュモフ・ゲラシメンコの周回軌道に乗り始め、着陸機フィラエは2014年11月にその表面に着陸した。ミッション終了後、ロゼッタは2016年に彗星の表面に衝突した。[ 15 ]

参照

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