小行星可能具有多樣的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，天文學(xué)家借助歐洲南方天文臺（ESO）的新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡（NTT）首次發(fā)現(xiàn)了有效證據(jù),。通過精密測量，他們發(fā)現(xiàn)小行星糸川（Itokawa）的不同區(qū)域具有不同的密度,。就像揭開了小行星的起源秘密一樣,，發(fā)現(xiàn)小行星表面下的物質(zhì)組成，有助于闡明太陽系中小天體相撞時會發(fā)生什么,，并提供大行星形成的線索,。
小行星糸川的示意圖，版權(quán)：ESO,，研究者團(tuán)隊,，下同。
通過非常精細(xì)的地基觀測,，英國肯特大學(xué)的斯蒂芬?勞里（Stephen
Lowry）和他的同事們測量了編號25143的近地小行星糸川的自轉(zhuǎn)速度以及自轉(zhuǎn)速率隨時間的變化,。然后他們把觀測細(xì)節(jié)與關(guān)于小行星輻射的新理論相結(jié)合。
這顆小行星是個有趣的天體,，2005年日本的隼鳥號（Hayabusa）太空探測器發(fā)現(xiàn)它有著花生狀的奇特外形,。為了探究它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，Lowry團(tuán)隊收集了ESO位于智利拉西亞天文臺的新技術(shù)望遠(yuǎn)鏡（NTT）從2001年到2013年拍攝的相關(guān)照片,，并對比了其他望遠(yuǎn)鏡的圖像（注1）,，以測量它的明暗變化,。當(dāng)這些與小行星已知的外形數(shù)據(jù)組合的時候，他們首次揭示了小行星復(fù)雜的內(nèi)核結(jié)構(gòu)（注2）,。
Lowry解釋說：“這是我們首次得以確定一顆小行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu),。我們能夠看到，糸川很明顯具有多變的結(jié)構(gòu)——在了解太陽系中巖質(zhì)行星的征途上,，我們邁出了重要的一步,。”
2005年,，隼鳥號拍攝的小行星糸川,。
像小行星這樣的小天體的自轉(zhuǎn)，能夠被陽光的照射所左右,。這種現(xiàn)象,，稱為雅可夫斯基效應(yīng)（YORP效應(yīng)），當(dāng)這些小天體表面吸收陽光并再次以熱輻射（紅外線）發(fā)射時,，就會受到微小的推動力,。當(dāng)小行星的外表非常不規(guī)則時，這種熱輻射不會平均發(fā)出,，就會對整個小行星產(chǎn)生微小卻持續(xù)的推力,，改變其自轉(zhuǎn)速率（注3、注4）,。
Lowry團(tuán)隊仔細(xì)測量后發(fā)現(xiàn),，YORP效應(yīng)緩慢地加速了糸川的自轉(zhuǎn)。這個加速度很細(xì)小——每年才0.045角秒,，但這卻與我們的預(yù)期明顯不同,。要解釋這種不同，只能假設(shè)小行星的兩個部分密度是相異的,。
這是天文學(xué)家首次獲得了小行星具有高度多變的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的證據(jù)。直到此發(fā)現(xiàn)前,，小行星的內(nèi)部性質(zhì)只能通過其整體密度而粗略推測,。而這次對糸川的珍貴觀測，引導(dǎo)我們對其如何形成有了更多的猜測,。其中一種可能是：它起源于兩個組分不同的小行星對,，然后碰撞、合并在一起,。
隼鳥號拍攝的糸川圖像,。
Lowry補充道：“發(fā)現(xiàn)小行星具有不均勻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響深遠(yuǎn)，尤其對‘小行星對’模型更是如此,。另外它還有益于減少小行星撞擊地球風(fēng)險的工作,，以及未來對這些巖質(zhì)天體的訪問計劃,。”
本次觀測所運用的新能力是我們探查小行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)程中的重要進(jìn)步,，并有助于開啟那些神秘天體的更多秘密,。
Lowry團(tuán)隊的研究報告發(fā)表在《天文學(xué)和天體物理學(xué)》期刊上，標(biāo)題：“通過YORP效應(yīng)的自轉(zhuǎn)加速探測小行星糸川的內(nèi)部結(jié)構(gòu),?！?br>
附注
1、與NTT一起用于亮度測量的望遠(yuǎn)鏡還有：美國加利福利亞州帕洛瑪（Palomar）天文臺60吋望遠(yuǎn)鏡,、5米海爾（Hale）望遠(yuǎn)鏡,；加州桌山（Table
Mountain）天文臺望遠(yuǎn)鏡；亞利桑那州斯圖爾特（Steward）天文臺60吋望遠(yuǎn)鏡,；西班牙拉帕爾瑪（La
Palma）島2米利物浦望遠(yuǎn)鏡,、2.5米艾薩克?牛頓望遠(yuǎn)鏡等。
2,、小行星的內(nèi)部密度分別為1.75
g/cm3,、2.85g/cm3，表明它的兩個部分明顯不同,。
YORP效應(yīng)示意圖,。
3、作為YORP效應(yīng)的簡單分析案例,，假如一束足夠強的光照射在螺旋槳上,，它最終將緩慢地旋轉(zhuǎn)起來。
4,、Lowry團(tuán)隊首先在小行星2000PH5上觀測到Y(jié)ORP效應(yīng),，在此早期研究中，ESO的設(shè)備同樣起了重要作用,。
|
