カリバン (衛星) ― 天王星の不規則な逆行衛星

発見と名称

カリバンは1997年9月6日、ブレット・J・グラッドマンが率いるチームにより、フィリップ・D・ニコルソン、ジョゼフ・A・バーンズ、ジョン・J・カヴェラーズとともに、200インチのヘール望遠鏡を用いて発見された。発見時には仮符号S/1997 U1が与えられ、後に天王星XVIの確定番号を得た。名称は、ウィリアム・シェイクスピアの戯曲テンペストに登場する怪物的な人物カリバンに由来する。これは、天王星の衛星をシェイクスピアおよびアレキサンダー・ポープの登場人物にちなみ命名する慣例に従ったものである。発見は衛星シコラクスの同定とともに発表された。

軌道と力学的関係

カリバンは天王星から遠く離れた軌道を逆行しており、これは天王星の自転とは反対方向に公転することを意味する。このような軌道は、その場で形成された天体ではなく捕獲天体と考えられる不規則衛星に多く見られる。軌道要素と長期積分は、カリバンがほかの小型逆行衛星と力学的な関連を共有する可能性を示している。特に、その軌道要素は衛星ステファノとの関係の可能性を示唆しており、破砕、あるいは関連する破片の捕獲を通じた共通起源を意味する場合がある。

物理的特徴

カリバンは小型で、球形ではなく不規則な形状をしている。観測された明るさと、約0.04と仮定した表面反射率（アルベド）に基づき、その直径は約72 kmと推定される。これはシコラクスに次いで、既知の天王星の不規則な非球形衛星の中で2番目に大きい。低いアルベドは、原始的な岩石と氷の混合物からなると考えられる、遠方の暗い天体に典型的な性質である。測光観測は、自転に伴う明るさの変動を示しており、細長い、または不規則な形状と整合する。

自転・観測・研究

カリバンの光度曲線研究は、約2.7時間という比較的速い自転周期を示している。このように暗く小さな衛星では、光度曲線の監視が、自転、形状、表面の変化を推定するための主要な手段となる。カリバンとその伴天体は、暗い等級であることに加え、明るい天王星の光の近くに位置するため、地上望遠鏡にとって観測の難しい対象である。このため、知られている事柄の多くは、ヘール望遠鏡のような大型望遠鏡による慎重な長時間露出撮像と追跡測光に基づいている。

意義と比較

カリバンの研究は、巨大惑星を取り巻く外側の不規則衛星集団について、より広い理解に寄与する。これらの衛星は、捕獲過程、衝突史、初期太陽系の環境に関する手掛かりをもたらす。カリバンは、シコラクスやステファノなど、ほかの天王星の不規則衛星との関連でしばしば論じられる。また、その非球形という性質や一般的な分類は、不規則衛星の概説（非球形）にも取り上げられる。カリバンに適用される観測用語・手法には、光度曲線の研究、ならびに表面反射率またはアルベドの解析がある。その名称と文学的起源はウィリアム・シェイクスピア、および『テンペスト』の登場人物カリバンにさかのぼる。この人物は劇文学において怪物的な存在としてしばしば記述される（登場人物としてのカリバン）。さらに技術的な要約やカタログ掲載については、専門の天文学資料および発見発表（発見と命名）を参照されたい。