Xiangliu（ 、以前の仮符号では(225088) Gonggong I）は太陽系外縁天体の(225088) Gonggongの衛星として唯一発見されている天体である。2010年9月18日にGongGongを撮影したハッブル宇宙望遠鏡のアーカイブ画像からGábor Marton, Csaba Kiss, Thomas Müllerによって発見され、2016年10月17日に開催されたアメリカ天文学会のにて発見が公表された。衛星の名前の由来であるXiang-liuは中国の神話上の9つの頭を持つ怪物であり、Gonggongの名前の由来となった水の神である共工に仕えるとされている。

Xiangliuの直径は100km未満と推定され、Gonggongの周囲を平均で24000km離れた軌道を5.22日周期で公転していると考えられている。XiangliuはGonggongに潮汐固定されていると考えられ、大きく偏心した軌道は潮汐相互作用か古在メカニズムによって維持されるとされている。

発見

2016年3月にGonggongの自転周期が異常に遅いことが判明した後、天文学者は未知の衛星が潮汐相互作用を起こして自転速度を遅くしているのではないかと考えるようになった。この可能性を検証するためCsaba Kissらはハッブル宇宙望遠鏡の広視野カメラ3が撮影したアーカイブ画像を参照し始めた。この解析によって2010年9月18日に撮影された画像上に、Gonggongから少なくとも18000km離れた位置に暗い衛星の像が検出された。 この発見はKissの他Gábor MartonとThomas Müllerによって、アメリカカリフォルニア州のパサデナで開催されていたアメリカ天文学会の惑星科学部会の第48回会議において発表された。発表後すぐにはこの衛星に仮符号は割り当てられなかったが、その後チームは2009年11月9日の画像にも同じ天体の像が写っていることを見つけ、仮符号が与えられた。

命名 発見時まだGonggongには名前がついておらず仮符号であると呼ばれていた。Gonggongの発見者チームはに付ける名前を一般投票で決めることにしたが、投票対象の候補として挙げていたのはパートナーや側近を持つ神話上の名前で、のちに衛星の名前を合わせてつけやすいものを意図して選んでいた。Xiangliuという名前はKissら衛星の発見者チームがつけた。そしてGonggongとXiangliuとの命名申請は国際天文学連合の太陽系天体命名委員会により承認され、小惑星センターから同時に発表された。 衛星の名前は、古代中国神話において水神の共工（Gonggong）に仕える9つの頭を持つ怪物である相柳（Xiang-liu）に由来する。神話上の相柳は洪水や破壊に関連付けられている。

軌道 2009年と2010年のハッブル宇宙望遠鏡の画像しか無かった頃はXiangliuの公転周期は20日から100日の間という大まかな推定しかできなかった。しかし2017年にハッブル宇宙望遠鏡による追加観測が行われたことで軌道が正確に決定された。そこからXiangliuがGonggongに潮汐固定されていると提唱された。

太陽の周りを公転するGonggongの軌道の中でごく限られた期間しかXiangliuを観測できていないので、衛星軌道の順行・逆行は完全に決定できていない。順行軌道を仮定するとGonggongとの平均距離は24021km、公転周期は25.22日となる。この場合の軌道傾斜角は黄道から83度となり、これは衛星軌道がGonggongの赤道面から大きくずれていないのであればGonggong自体が天王星のように自転軸が大きく傾き、地球からは極方向から観測していることになる。

Xiangliuの軌道離心率はおよそ0.29と衛星軌道としては非常に偏心している。これは衛星形成時の初期軌道をそのまま反映し、通常は円軌道化が進むところを潮汐作用によって軌道進化のタイムスケールが非常に遅くなり、太陽系年齢に近い年月を要するようになっていると考えられている。ほかの可能性として太陽潮汐による摂動や、Gonggongの扁平した形状によりその重力ポテンシャルの高次の球面調和関数が変動することによる古在メカニズムの影響で偏心しているとも考えられている。

物理特性 2021年に日本の国立天文台の荒川創太らが発表したシミュレーション研究によると、上述のような太陽系年齢に相当する期間もの間高い軌道離心率を維持するには、Xiangliuの直径は100km未満であると制限され、これはアルベドが0.2より大きいことを意味する。軌道が明らかになる前の発見時の仮定ではGonggongと同じアルベドを持つという仮定の下で直径237kmと推定されていた。

2017年のハッブル宇宙望遠鏡での観測では、Xiangliuの光度はGonggongより4.59等級暗いことが分かっており、Gonggongの絶対等級が2.34等級と推計されていることからXiangliuの絶対等級は等級と求められている。同じ年の多色測光観測ではXiangliuの表面はGonggongよりわずかに赤みが少ないことも分かっている。 測定された色指数はGonggongがV–I=、XiangliuがV–I=で、両天体の差は V–I=もあり既知の衛星を持つ太陽系外縁天体の系の中で最大の差である。 ほとんどの太陽系外縁天体の衛星が親天体と同じ色をしているためこれは珍しく、このことは前述の両者のアルベドに大きな差があるという通常は仮説として考えられない説に対しても一定の説得力を持たせている。

脚注 出典