論文関連の(ほぼ)個人用メモ。



arXiv:1912.03503
Bailer-Jones & Farnocchia (2019)
Future stellar flybys of the Voyager and Pioneer spacecraft
(ボイジャーとパイオニア探査機の将来の恒星フライバイ)

概要

1970 年代に打ち上げられたパイオニア10号，11号，ボイジャー1号，2号は，太陽系外に向かっている．

Gaia の第二次データリリースで公開された恒星の位置天文データと視線速度データから，探査機と 740 万の恒星の軌跡を積分した．探査機がどの恒星に接近遭遇するかを同定するため，銀河ポテンシャル中で計算を行った．

すべての探査機の恒星との最も近い遭遇は，今後数百万年の間に 0.2-0.5 pc の距離で発生する．最も近い接近はパイオニア10号による K8 矮星 HIP 117795 で，90000 年後に 0.23 pc の距離にまで接近する．接近時の相対速度は速く，291 km/s と推定される．

冥王星を探査したニューホライズンズも太陽系を脱出する速度に到達している．しかし今後さらに他のエッジワース・カイパーベルト天体への遭遇マニューバーを行う予定であることから (Arrokoth への接近は 2019 年 1 月に既に実施されている)，ここでは計算に含めていない．


結果として，パイオニアとボイジャーのそれぞれの探査機について，2 pc 以内の距離にまで近づく恒星はおよそ 60 個あり，そのうち 1 pc 以内に接近するものはおよそ 10 個ある．
ただし同定されたこれらの天体のうち，いくつかは信じがたいまでに大きな視線速度を持っているため，データが信頼できない．これはおそらく不十分な位置天文測定の結果か，検出されていない連星に起因するものだと考えられる．

なお，シリウスやアルファ・ケンタウリのような明るい恒星は Gaia のデータリリースに含まれていないため，ここでは考慮していない．


ボイジャー1号の Gl 445 (AC +79 3888) への接近，およびボイジャー2号の Ross 248 への接近は過去の研究でも同定されていたが，今回の研究ではより精密な予測を行った．

なお 3 つの探査機にとって，1 pc 以内への接近を行う最初の恒星はプロキシマ・ケンタウリであるが，これはこの恒星が現在太陽系から 1.3 pc と最も近い恒星だからである．対象とした全ての 4 探査機がプロキシマ・ケンタウリにおよそ 1 pc の距離で遭遇する．そのためこれらは近接した遭遇ではない．

各探査機の動向

ボイジャー1号

ボイジャー1号は，30万2000年後の TYC 3135-52-1 への接近が最近接であり，距離は 0.296 pc である．

この恒星は色・等級図では主系列の上にあり，連星であることが示唆されている．この場合，位置天文データは信頼性が低いものになる．

2 番目の近接遭遇は Gaia DR 2091429484365218432 で距離は 0.392 pc (240万5300年後)，3 番目は
HD 28343 で距離は 0.400 pc (48万7500年後) である．

1 pc 以内に接近するものとして最も早い時期に発生するのは Gl 445 への接近であり，4万4000年後，距離は 0.575 pc である．

なお，プロキシマ・ケンタウリへは 1万6700年後に最接近し，距離は 1.072 pc である．

ボイジャー2号

ボイジャー2号は，4万2000年後の Ross 248 への接近が最近接であり，距離は 0.529 pc である．

2 番目の近接遭遇は Gaia DR2 4370380741264455296 で距離は 0.558 pc (224万5600年後) である．この天体は現在 160 pc 離れた位置にある．

4 番目は h¹ Sgr (いて座h¹星) で 0.708 pc である．この恒星は明るく青いたて座デルタ型変光星である

なお，プロキシマ・ケンタウリへは 2万300年後に最接近し，距離は 0.878 pc である．

パイオニア10号

パイオニア10号は，9万年後の HIP 117795 への接近が最近接であり，距離は 0.231pc である．この天体は Gaia のデータでは視線速度が非常に大きいが，別の報告でも整合的な値が得られている．この恒星は 100-200 年後に太陽から 1.05 pc の距離を通過する見込みである．

HD 152311 も接近をする可能性がある候補天体であるが，この恒星は連星であり，位置天文データはおそらく正しくない．そのため HD 52456 が 2 番目の近接をする恒星であり，距離は 0.435 pc，125万0500年後である．

最も早い時期に近接遭遇を起こすのは Ross 248 であり，3万3800年後，距離は 1.041 pc である．同時期にプロキシマ・ケンタウリにも接近し，距離は 1.013 pc，3万4100年後である．

パイオニア11号

パイオニア11号は，92万8300年後の TYC 992-192-1 への接近が最近接であり，距離は 0.245 pc である，

2 番目は Gaia DR2 454473057495679385 であり，256万8100年後に 0.439 pc の距離に接近する．また Gl 445 はパイオニア11号とも近接し，パイオニア11号にとっては 4 番目に近接する天体となる．最接近は 4万6500年後，距離は 0.586 pc である

パイオニア11号はたて座デルタ星から 0.782 pc の距離を 116万3400年後に通過する．この恒星は変光星の型 (たて座デルタ型星) の元になった天体である．この恒星は Gaia データに大きな誤差があるものの，視差と固有運動はヒッパルコスの値に似ている．そのため位置天文データは信頼できると思われる．

なお，プロキシマ・ケンタウリへは 1万8300年後に 1.040 pc の距離まで接近する．

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