科学家基于嫦娥二号数据揭示图塔蒂斯小行星的自转特性
    2015年05月29日 08:40:00  来源:紫金山天文台    字体大小[]

       5月25日,Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (《英国皇家天文学会月刊》)在线发表了中国科学院紫金山天文台季江徽课题组与中国空间技术研究院研究员黄江川、澳门科技大学教授叶永烜、南京大学教授侯锡云等关于4179号小行星图塔蒂斯的合作研究成果,该项研究基于我国嫦娥二号飞越探测数据,揭示了图塔蒂斯的自转特性,对深入了解小行星自转动力学与形成机制以及太阳系演化具有重要科学意义。   

      图塔蒂斯小行星是一颗阿波罗型近地小行星,最早发现于1934年,之后直到1989年才再次被观测证认。从1992年到2012年间,该小行星每四年近距离飞越地球一次。图塔蒂斯起源于小行星主带,是目前最大的一颗对地球构成潜在威胁的小行星(Potential Hazardous Asteroids),2004年它离地球的最近交会距离仅为4.03地月平均距离(1地月平均距离约为38万千米)。图塔蒂斯是一个形状不规则、非主轴自转并且可能具有碎石堆结构的S型小行星,蕴藏了太阳系形成初期及演化过程的重要线索。 

      2012年12月13日,我国嫦娥二号探测器成功飞越了图塔蒂斯小行星,首次获得该小行星高分辨率光学图像。在嫦娥二号拓展任务前期,紫金山天文台研究团队精确确定图塔蒂斯轨道,定轨结果直接应用于拓展任务中,使得嫦娥二号实现与图塔蒂斯的千米级飞越探测。该项研究工作入选“2012年度十大天文科技进展”。基于嫦娥二号探测数据(图1),研究人员揭示了图塔蒂斯小行星的物理特性、表面特征、内部结构与形成机理(Huang, Ji & Ye et al.2013, Scientific Reports),Nature中文版推荐为研究亮点——《天文学:与一个近地小行星的近距离接触》。研究成果入选“2013年度十大天文科技进展”,并入选2014年在芬兰赫尔辛基举行的第十二届“小行星、彗星和流星”国际会议(ACM2014,该系列会议是太阳系小天体领域的顶级国际会议,每三年召开一次)大会特邀报告。 

      近期研究人员利用嫦娥二号数据,深入开展了图塔蒂斯小行星自转动力学的研究。结合地基雷达形状模型,首次利用空间光学图像数据较精确给出了图塔蒂斯自转轴在空间的指向为(249.87±1o , 62.43±1o),并融合雷达数据通过建立合理的动力学模型研究了其自转动力学演化(图2),给出图塔蒂斯的自转状态,计算得到其绕长轴的自转周期为5.38天,长轴绕角动量轴进动周期为7.40天,揭示了该小行星在空间中“翻跟头”的原因是由于其自转轴与角动量轴之间的较大夹角。该项成果为研究小行星的形成演化机制提供了重要依据。 

      该工作的第一作者是紫金山天文台赵玉晖。 

      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。 

      文章链接 

      

     

      图1 嫦娥二号在飞越后对图塔蒂斯小行星成像结果,图a-e给出探测器在远离小行星过程中的成像序列(Huang, Ji & Ye et al.2013, Scientific Reports) 

      

     

      图2 作用于图塔蒂斯小行星的太阳、地球、月球及木星的力矩变化(Zhao et al. 2015,MNRAS) 

        (中国科学院网站责任编辑:叶瑞优)

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