云南天文台在活跃小行星的物理特性和活动机制观测研究方面取得进展

北京时间202616日,国际天文期刊《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)" Photometric Observations and Analysis of Active Asteroid (62412) 2000 SY178”为题在线发表了中国科学院云南天文台在活跃小行星活动机制和物理特性观测研究方面的成果。中国科学院云南天文台硕士研究生范相钰为论文第一作者,中国科学院云南天文台青年研究员张西亮为论文通讯作者。

活跃小行星(Active Asteroids)是近年来确认的一类特殊太阳系小天体,具有类似小行星的轨道特征,却又呈现出彗星的视觉特征,如彗发、慧尾或亮度的异常增强等。活跃小行星为地球上水的来源提供了新的线索,也为理解小天体的物质组成、内部结构和演化过程提供了新的机会。(624122000 SY178是一颗位于外小行星主带的HygieaC型小行星,在20144月被偶然发现具有一条类似慧尾的结构(图1,左图)。2000 SY178的轨道半长轴3.153 AU、轨道周期为5.6年,其最近一次过近日点在2024715日。

2024115日至2025513日期间,云南天文台张西亮和范相钰等利用丽江2.4米望远镜对2000 SY178进行了长期测光监测,以获得其平均绝对星等变化趋势和自转光变曲线。利用丽江2.4米望远镜未发现2000 SY178的物质抛射特征,图1(右)为2025342000 SY178的叠加图,累计曝光时间为8760秒。

1. 2000 SY1782014Magellan-Baade望远镜的观测图像(左图,累计曝光时间3750秒)(Sheppard & Trujillo,2015)和在2025年丽江2.4米望远镜的观测图像(右图,累计曝光时间8760秒)

2025224日、34日和38日利用丽江2.4米望远镜获得了2000 SY178高质量的光变曲线,采用Lomb-Scargle周期拟合方法获得其自转周期为3.3282小时(图2)。对获得的光变曲线采用cellinoid模型进行建模分析,获得了2000 SY178形状(图3),其六轴比分别为:a1=1.0 ± 0.0000a2=1.3695 ± 0.0093b1=1.6748 ± 0.0076b2 = 1.6691 ± 0.0080c1 = 2.0267 ± 0.0093,以及 c2 =0.0324 ± 0.0023

2. 2000 SY178的光变曲线和残差图

3. 2000 SY178的形状模型

综合MPC数据库中的观测数据并归算到绝对星等,得到2000 SY1782008年至2025年的绝对星等变化趋势(图4)。2000 SY1782014年观测到物质抛射现象期间及之后的平均绝对星等均为14.072025年的平均绝对星等为14.02。采用Hygiea小行星典型的反照率参数pv = 0.0717,计算获得2000 SY178的有效半径为3.95 ± 0.05 km

4. MPC数据库中2000 SY1782008年到2025年的观测数据和丽江2.4米望远镜观测数据

基于获得的形状模型,研究人员对2000 SY178物质损失机制进行了分析。假设2000 SY178为无内聚力的碎石堆小行星,在自转周期为3.3282小时的情况下为了保持结构整体稳定其密度需要大于3.23g/cm3,该数值远大于C型小行星的典型值。若取密度为2.06g/cm3 (10 Hygiea),则2000 SY178约有1.24%出于不稳定状态下,这预示着其很可能处于旋转裂解的临界条件。因此,他们推断:2000 SY178的物质损失由快速自转裂解导致。

该研究得到云南省基础研究项目(202501AS070006)、民用航天预先研究项目D020302、中国科学院西部之光项目以及中国载人航天工程巡天空间望远镜专项项目(CMS-CSST-2021-B10)的支持

论文链接


附件下载: