地球接近天体の軌道タイプ：アポロ群、アテン群...危険な天体の「通り道」を知る
地球に近づく天体の多様な「通り道」を知る
私たちの太陽系には、太陽の周りを公転する無数の小惑星や彗星が存在します。その中でも特に注目されるのが、地球の軌道に接近する可能性のある「地球接近天体」（NEO: Near-Earth Object）と呼ばれる天体群です。これらの天体全てがすぐに地球に衝突するわけではありませんが、その「通り道」、つまり軌道の特徴を知ることは、地球衝突のリスクを理解する上で非常に重要となります。
天体が太陽の周りを巡る軌道は、その天体の速度や進む方向、そして重力の影響などによって決まります。特に、地球の軌道との相対的な位置関係によって、天体が将来的に地球に衝突するリスクの度合いが異なってきます。ここでは、地球接近天体がどのように分類され、それぞれの軌道タイプがどのような特徴を持ち、なぜ地球衝突リスクと関連するのかを分かりやすく解説します。
地球接近天体の主な軌道タイプとその特徴
地球接近天体は、その軌道が地球の軌道とどのように交わるか、あるいはどの程度接近するかによって、いくつかのグループに分類されます。主要な分類は以下の通りです。
アテン群 (Aten group)
アテン群の天体は、その軌道の長半径（太陽からの平均距離を示す指標）が地球の軌道長半径よりも小さいという特徴を持っています。これは、これらの天体の「ホームポジション」が地球軌道よりも内側にあることを意味します。しかし、軌道が楕円形であるため、遠日点（軌道上で太陽から最も遠ざかる点）が地球軌道よりも外側に位置し、地球軌道を横断したり、地球に接近したりする可能性があります。
これらの天体は地球軌道の「内側」を中心に回っているため、地球に衝突する可能性はありますが、比較的発見や追跡が難しい場合もあります。
アポロ群 (Apollo group)
アポロ群の天体は、その軌道長半径が地球の軌道長半径よりも大きいという特徴を持ちます。つまり、これらの天体の「ホームポジション」は地球軌道よりも外側にあります。しかし、こちらも軌道が楕円形であるため、近日点（軌道上で太陽に最も近づく点）が地球軌道よりも内側に位置し、地球軌道を横断したり、地球に接近したりする可能性があります。
アポロ群は、地球接近天体の中でも特に地球衝突リスクが高いと考えられているグループの一つです。有名な例として、1937年に地球からわずか77万kmまで接近した小惑星1221 アモーが挙げられます。（ただしアモーはアモール群と分類されることもあります。分類は厳密な境界でなく、定義や時期によって揺れることもあります）。また、ロシアに落下し大きな被害をもたらしたチェリャビンスク隕石の元となった天体もアポロ群に属していたと考えられています。
アモール群 (Amor group)
アモール群の天体は、その軌道が火星の軌道の外側から地球軌道のすぐ外側にかけて位置しています。これらの天体の軌道は地球軌道と交差しませんが、非常に接近することがあります。具体的には、近日点が地球軌道のすぐ外側にあり、遠日点が火星軌道よりも外側にあるという特徴を持ちます。
アモール群の天体は、現在の軌道では地球と衝突することはありません。しかし、他の惑星の重力による影響（摂動）を受けて軌道が変化し、将来的に地球衝突リスクを持つ軌道（例えばアポロ群のような軌道）へ移行する可能性はゼロではありません。そのため、継続的な監視の対象となっています。
地球横断小惑星 (Earth-crossing asteroids)
これは上記の分類とは少し異なる視点の分類ですが、文字通りその軌道が地球軌道と交差する小惑星全般を指す言葉として使われます。アテン群やアポロ群の天体の中には、地球横断小惑星に該当するものが多く含まれます。軌道が交差するということは、地球と天体が同じ時間・同じ場所を通過する可能性があり、衝突リスクが比較的高いグループと言えます。
軌道タイプがなぜ重要なのか？
これらの軌道タイプを知ることは、単なる分類以上の意味を持ちます。
- リスク評価: どの軌道タイプに属するかによって、その天体が将来的に地球に接近したり、衝突したりする可能性の度合いを大まかに把握することができます。アポロ群やアテン群は特に注意が必要なグループと認識されています。
- 発見と追跡の優先順位: 限られた観測リソースを効果的に使うためには、どの軌道タイプを持つ天体を優先的に発見・追跡すべきかを判断する必要があります。地球横断軌道を持つ天体は、特に早期発見が重要です。
- 衝突回避ミッションの計画: もし地球衝突リスクのある天体が見つかった場合、その天体の軌道タイプや軌道要素（軌道の具体的な形や向きを示す数値）を知ることが、どのような回避方法（軌道を変更させる方法など）が有効かを検討する上で不可欠となります。例えば、DARTミッションのような運動量伝達による軌道変更は、天体の軌道速度や軌道要素に基づいて計算されます。
継続的な監視と予測の重要性
天体の軌道は、太陽だけでなく、木星のような大きな惑星の重力の影響（摂動）を受けて、長い時間をかけてゆっくりと変化することがあります。そのため、現時点で地球衝突リスクが低い軌道にある天体でも、将来的にリスクの高い軌道に移行する可能性はあります。
だからこそ、地球接近天体を継続的に発見し、その軌道を精密に計算し、将来の軌道変化を予測する取り組みが世界中で続けられています。これは、迫りくる脅威に対して、私たち人類が冷静かつ科学的に備えるための第一歩と言えるでしょう。様々な軌道を持つ天体を理解することは、惑星防衛という取り組みの基盤となっているのです。