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紫金山天文台对小行星表面热物理研究取得重要进展

时间:2018-09-11 11:22 来源:未知 作者:admin

2014年3月25日,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS, 英国皇家天文学会月刊) 在线发表了中科院紫金山天文台研究员季江徽研究团队对小行星 表面热物理研究成果,研究人员利用光学与红外天文观测数据,获得了目标小行星 的 三维形状模型,并揭示了其表面热物理特性等新结果。文章题目为《Shape, thermal and surface properties determination of a candidate spacecraft target asteroid (175706) 1996 FG3》。

小行星 一般是指围绕太阳运行的 体积较小的 岩石或金属天体。绝大多数小行星 分布于火星 和木星 轨道之间的 主带区域。由于质量较小,因此大多数小行星 的 形状很不规则。然而,这些体积虽小又无大气的 小行星 上却可能蕴含了地球生命和水体起源的 重要线索,同时也蕴藏着太阳系 形成初期的 原始信息,因而对其研究具有重要的 科学价值。

在众多小行星 中,近地天体特别值得关注,因为它们的 轨道与地球轨道很接近或相交,存在与地球相撞的 可能,因此对地球与人类的 安全构成了潜在的 危险。2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件中一颗直径约15m的 小天体在空中发生爆炸致使1200人受伤,近3000座建筑受损,类似事件几十年发生一次。据估计在地球附近存在着数百万颗几十米大小的 近地天体,它们撞击地球经常发生,对地球环境、人类和其他生物圈产生重大影响。

面对近地天体对地球与人类生存的 威胁,联合国积极行动起来成立了基于国际合作的 近地天体预警网络,利用专门的 望远镜组成监测预警网络对其进行发现、跟踪与长期监测。国际上也纷纷将近地小行星 作为一个空间探测的 热点,通过近距离探测了解其物理特性、内部结构与组成成分等,以便将来采取合理的 应对措施去减缓威胁。

紫台研究人员选择了小行星 深空探测候选目标-1996 FG3开展研究,这是一颗C型近地双小行星 ,具有重要的 科学研究价值。对其开展相关研究,不仅有助于揭示YORP效应导致形成双小行星 机制与小尺寸近地天体的 来源,探索碳质球粒陨石与小行星 母体的 关系 揭示地球生命的 可能起源。在本项研究工作中,研究人员利用光学与红外天文观测数据,首先基于光学数据通过光变曲线反演法得到了该小行星 的 三维形状模型,并通过建立热物理模型计算得到其表面温度分布(图1)。进而利用热物理模型数值拟合多组中红外观测数据,得到了该小行星 表面热惯量约为80 Jm-2s-0.5K-1、平均直径约为1.69 km、表面粗糙度约为0.8,据此推测其表面可能存在类似于月壤或Eros小行星 表面的 风化层,并估算了其表壤最小的 厚度约为5-20 mm (图2)。这些研究工作不仅有助于深化认识小行星 的 热物理特性,还为未来的 小行星 空间探测任务提供很好的 科学依据与支撑。

该项研究工作得到了中国科学院行星 科学重点实验室、中国科学院天文战略性先导科技专项(B类)、中国科学院新兴与交叉学科布局项目、国家自然科学基金等项目资助。

有关该研究的 详细内容请参阅:

图1 1996FG3的 三维形状与表面温度分布

图2 1996FG3表面风化层的 最小厚度估计

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