科學家基於嫦娥二號數據揭示圖塔蒂斯小行星的自轉特性

2020-12-05 中國科學院

　　5月25日，Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (《英國皇家天文學會月刊》)在線發表了中國科學院紫金山天文臺季江徽課題組與中國空間技術研究院研究員黃江川、澳門科技大學教授葉永烜、南京大學教授侯錫雲等關於4179號小行星圖塔蒂斯的合作研究成果，該項研究基於我國嫦娥二號飛越探測數據，揭示了圖塔蒂斯的自轉特性，對深入了解小行星自轉動力學與形成機制以及太陽系演化具有重要科學意義。

　　圖塔蒂斯小行星是一顆阿波羅型近地小行星，最早發現於1934年，之後直到1989年才再次被觀測證認。從1992年到2012年間，該小行星每四年近距離飛越地球一次。圖塔蒂斯起源於小行星主帶，是目前最大的一顆對地球構成潛在威脅的小行星（Potential Hazardous Asteroids），2004年它離地球的最近交會距離僅為4.03地月平均距離（1地月平均距離約為38萬千米）。圖塔蒂斯是一個形狀不規則、非主軸自轉並且可能具有碎石堆結構的S型小行星，蘊藏了太陽系形成初期及演化過程的重要線索。

　　2012年12月13日，我國嫦娥二號探測器成功飛越了圖塔蒂斯小行星，首次獲得該小行星高解析度光學圖像。在嫦娥二號拓展任務前期，紫金山天文臺研究團隊精確確定圖塔蒂斯軌道，定軌結果直接應用於拓展任務中，使得嫦娥二號實現與圖塔蒂斯的千米級飛越探測。該項研究工作入選「2012年度十大天文科技進展」。基於嫦娥二號探測數據（圖1），研究人員揭示了圖塔蒂斯小行星的物理特性、表面特徵、內部結構與形成機理（Huang, Ji & Ye et al.2013, Scientific Reports），Nature中文版推薦為研究亮點——《天文學：與一個近地小行星的近距離接觸》。研究成果入選「2013年度十大天文科技進展」，併入選2014年在芬蘭赫爾辛基舉行的第十二屆「小行星、彗星和流星」國際會議（ACM2014，該系列會議是太陽系小天體領域的頂級國際會議，每三年召開一次）大會特邀報告。

　　近期研究人員利用嫦娥二號數據，深入開展了圖塔蒂斯小行星自轉動力學的研究。結合地基雷達形狀模型，首次利用空間光學圖像數據較精確給出了圖塔蒂斯自轉軸在空間的指向為(249.87±1o , 62.43±1o)，並融合雷達數據通過建立合理的動力學模型研究了其自轉動力學演化（圖2），給出圖塔蒂斯的自轉狀態，計算得到其繞長軸的自轉周期為5.38天，長軸繞角動量軸進動周期為7.40天，揭示了該小行星在空間中「翻跟頭」的原因是由於其自轉軸與角動量軸之間的較大夾角。該項成果為研究小行星的形成演化機制提供了重要依據。

　　該工作的第一作者是紫金山天文臺趙玉暉。

　　該項研究工作得到了中國科學院行星科學重點實驗室、中國科學院天文戰略性先導科技專項（B類）、中國科學院新興與交叉學科布局項目、國家自然科學基金等項目資助。

　　文章連結

 

　　圖1 嫦娥二號在飛越後對圖塔蒂斯小行星成像結果，圖a-e給出探測器在遠離小行星過程中的成像序列（Huang, Ji & Ye et al.2013, Scientific Reports） 

 

圖2 作用於圖塔蒂斯小行星的太陽、地球、月球及木星的力矩變化（Zhao et al. 2015,MNRAS) 

　　5月25日，Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (《英國皇家天文學會月刊》)在線發表了中國科學院紫金山天文臺季江徽課題組與中國空間技術研究院研究員黃江川、澳門科技大學教授葉永烜、南京大學教授侯錫雲等關於4179號小行星圖塔蒂斯的合作研究成果，該項研究基於我國嫦娥二號飛越探測數據，揭示了圖塔蒂斯的自轉特性，對深入了解小行星自轉動力學與形成機制以及太陽系演化具有重要科學意義。
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　　圖1 嫦娥二號在飛越後對圖塔蒂斯小行星成像結果，圖a-e給出探測器在遠離小行星過程中的成像序列（Huang, Ji & Ye et al.2013, Scientific Reports） 
 
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