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来自宇宙野外的稀有物种的小行星

发布时间:2019-02-10 16:06:01

天文学家发现了一颗小行星在一个异国轨道上穿过内太阳系。这个不寻常的物体是有史以来发现的第一颗小行星,其轨道几乎完全被限制在金星的轨道内。这颗小行星的存在暗示着潜在的大量太空岩石在靠近太阳的未知地区看不见。

最先进的天空测量摄像机Zwicky Transient Facility,或ZTF,于2019年1月4日探测到这颗小行星。指定的2019年AQ3,该物体是所有记录的小行星中最短的“年份”,带有轨道只有165天。它似乎也是一个异常大的小行星标本。

“我们发现了一个非常特殊的物体,它的轨道几乎不会超出金星的轨道 - 这是一个大问题,”全知叶说,他是加州理工学院天文学数据和科学中心IPAC的博士后学者。 Ye将2019年的AQ3称为“非常稀有的物种”,并进一步指出“那里可能还有更多未被发现的小行星。”

ZTF安装在Palomar天文台的48英寸Samuel Oschin望远镜上,该天文台位于洛杉矶东南约122英里处。它于2018年3月开始运作,已经观测到超过10亿个银河系恒星,以及银河系以外的一千多颗超新星,以及其他极端短暂的宇宙事件。通过国家科学基金会(NSF)的资助,ZTF成为可能。 ZTF的小行星研究也由NSF通过支持Ye作为加州理工学院博士后学者直接资助。

ZTF的一个主要科学目标是围绕近地小行星(NEAs),这些小行星和彗星一起被称为近地天体(NEO)。 ZTF的科学家特别感兴趣的是发现直径在10到100米之间的NEAs  - 不是巨大的,但如果它们与地球发生碰撞,它仍然可能大到足以严重影响城市。在这个可能受地球限制的太空岩石中,最令人关注的是那些来自太阳方向的岩石,它们在眩光中迷失并且难以测量。

加州理工学院物理系的Ira S. Bowen教授与联合任命的高级研究科学家汤姆·普林斯说:“这些小行星的亮度非常高,可以在很短的时间内被探测到它们非常接近地球。”喷气推进实验室,由加利福尼亚理工学院为NASA管理,致力于使用ZTF寻找近地天体。 “在这个简短的窗口中,小行星移动速度非常快,给天文学家寻找和追踪它们带来了挑战。”

为了找到这些物体的任何希望,必须经常扫描天空。 ZTF每三个晚上调查整个北方可见天空。这种出色的覆盖范围得益于其广阔的视野,在一次曝光中,它的成像大约是满月大小的二百三十三倍。 “大视场使得ZTF成为寻找和跟踪稀有物体(如近地小行星)的理想仪器,”负责监督和管理ZTF科学数据处理系统的Caltech / IPAC职员科学家Frank Masci说。 ,位于IPAC。 “ZTF绝对取决于比赛。”

利用ZTF的能力,Ye和Wing-Huen Ip--台湾国立中央大学天文学和空间科学研究所的天文学和空间科学教授 - 提出了暮光调查,该研究寻找从太阳入境的小行星。这项调查于2019年AQ3开始,可能会产生其他有趣的小行星。

有小行星和彗星成功的历史

在他们找到我们之前找到NEO一直是加州理工学院/ IPAC的主要议题。自2009年推出以来,该中心一直领导着NASA的宽视场红外测量探测器(WISE)和NEOWISE任务的科学操作和数据处理。这个小行星猎人发现了超过34,000个新的小行星,包括近300个NEA。 ZTF的前身Palomar瞬态工厂同样在其天空调查期间发现了一群NEO。

“通过结合可见光和红外数据可以最好地估算近地天体的大小,这正是我们在IPAC所做的努力,”加州理工学院物理研究教授兼IPAC执行主任George Helou说。 “自成立以来,IPAC一直参与小行星的红外研究。”

到目前为止,ZTF记录了近60颗近地小行星。其中两个是在2018年7月发现的,仅仅几个小时之前他们就给了地球一个很近的刮胡子。指定2018年NW和2018年的NX,公共汽车大小的小行星在距离大约70,000英里的距离内掠过,或者只有三分之一通往月球。幸运的是,新发现的2019年AQ3没有威胁;它最接近地球的距离大约是2200万英里。

追踪2019年AQ3

关于研究人员如何确定2019年AQ3轨道的故事开始于Ye在2019年1月4日的ZTF图像中注意到该对象.Ye向IAU小行星中心报告了该对象,IAU是一个负责收集太阳轨道物体数据的官方全球组织。不是完整的行星,如小行星和彗星。然后你花了一些时间挖掘在此日期之前和之后拍摄的ZTF图像,以改善小行星轨道的投影。

两天后,欧洲航天局的科学家Marco Micheli指出了该目标对全球天文学界的独特性。其他多架望远镜在1月6日和7日观察到了2019年AQ3,进一步记录了它的独特性。通过夏威夷毛伊岛Haleakalā天文台的Pan-STARRS 1望远镜的档案挖掘出2019年AQ3的证据可以追溯到2015年。有了这些数据,天文学家可以自信地绘制物体的完整路径。太阳。

事实证明,轨道垂直倾斜,将2019年AQ3置于飞机绕太阳运行的平面上方和下方。在短短的一年里,2019年AQ3在水星内部暴跌,然后在金星轨道外向后摆动。

目前,2019年的AQ3被置于一个特殊的群体中,通常被称为Atira或Apohele小行星,它们的轨道位于地球轨道的内部。在大约800,000个已知的小行星中,只有20个左右是Atiras。据认为存在更多这些潜在危险的太空岩石,然而,其发现和表征是所提出的近地物体相机(NEOCam)红外空间望远镜背后的动机之一。 NEOCam目前由美国国家航空航天局(NASA)资助,用于扩展概念研究阶段,旨在比以前的调查更接近太阳,这使得它能够挑选出长期无法探测的隐藏小行星。

了解更多有关已知和新发现的Atiras的信息,例如它们的尺寸,是ZTF及其同类仪器的另一个目标。虽然2019 AQ3的真实尺寸尚未辨别,但与小行星的亮度,质量和密度相关的有限读数表明它可能距离近一英里。如果是这样,2019年AQ3将成为独家Atiras集团最大的成员之一。 “在很多方面,2019年AQ3确实是一个奇怪的小行星,”叶说。

在2019年找到更多的太空岩石AQ3的树林之躯可以让人们相信长期存在的小行星 - 小行星在水星轨道内的群体。假设的人口名称来源于一个同样假设的行星,瓦肯人。与“星际迷航”中Spock先生虚构的家庭世界无关,Vulcan在19世纪被提议为最靠近太阳的行星,其重力可以解释在水星轨道上测量的异常。阿尔伯特爱因斯坦的引力框架,即广义相对论,在1915年解释了这些异常现象,并将瓦肯猜想纳入其中。

虽然ZTF不具备寻找vulcanoids的能力,但它的观测能力以及未来望远镜的能力将使科学家最终能够检查太阳系内部的未知区域。 ZTF应该会带来新的惊喜,并为旧观念提供新的证据。 “Atiras的起源是一个有趣而开放的问题,”叶说。 “随着每一个额外的目标,我们越来越接近制定和测试关于该起源的模型,以及我们太阳系的历史。”

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