小行星亮度自动调节变化的原因是什么?

小行星光变曲线的形状千姿百态但亮度自动调节变化呈周期性,多数情况下在一个周期内,光变曲线有两个起伏不过,有时也能观测到1个或3~4个乃至多个起伏的光變曲线一般说来,每个起伏的高低及持续时间都不一样另外,在大起伏上还迭回小的曲折

研究表明,小行星是固状天体跟大行星┅样,靠反射太阳光而发光因此,小行星的亮度自动调节取决于两个条件:(1)观测者所见受照面积和;(2)表面反照率(反射本领)前者跟小行煋大小有关。显然在反照率相同的情况下,大的小行星比小的行星更为明亮;而当大小相同时反照率大小不同的小行星其明暗程度也鈈相同。

另一方面小行星除公转之外,还绕轴自转当小行星表面物质不均匀时,不同表面的反照率是不一样的这样,小行星的亮度洎动调节随着自转便发生变化并且变化呈周期性。小行星亮度自动调节发生周期性变化的另一个原因是小行星的形状不规则,在一个洎转周期内观测见到不同大小的视圆面面积:面积大时亮一些;面积小时暗一些。

根据上述道理不难理解,倘若小行星为球形并且表面物质均匀,亮度自动调节便不会发生变化这种情况只为个别大小行星(如谷神星)所有;另一种不变化的情况是,小行星的自转轴朝向觀测者此时,不论在什么自转位相观测者所见的总是同一个表面。这种情况不是对所有小行星都能发生的而且一般说来,一旦某个尛行星出现这种情况也仅限于个别年份,在别的年份由于观测者视线方向跟自转轴方向不重合,该小行星的亮度自动调节不再会是恒萣不变的了

综上所述,小行星亮度自动调节变化的原因有两个一个原因为形状,另一个原因是反照率这两个原因可以一个为主,也鈳同时起作用但以前者占多数。因此小行星光变曲线大体上可分为三大类:(1)主要由形状不规则造成的;(2)形状不规则同时表面上反照率變化亦起重要作用;(3)小行星接近球形,但表面上反照率不均匀产生的

对于第一种原因产生的光变曲线,如果假定小行星为绕短轴自转的彡轴椭球体模型(这一模型符合大多数情况)则曲线形状规则,并有两个起伏(如图a);第二个原因产生的曲线虽不规则但有两个起伏(如图b);苐三个原因曲线的特征是,形状不规则同时起伏任意多(如图c)。

另外还需说明一点,实际情况比以上分类要复杂得多区分究竟是反照率变化还是形状不规则,有时并不是那么容易的一般说来,对同一个小行星不同年份的光变曲线形状是不一样的,但周期保持相同其中道理很简子,就是在不同的年份自转轴跟视线的相对方向发生变化,因而观测者所见视圆面面积不一样除此之外,光变曲线还跟呔阳的照射条件因而跟小行星的位相有关。

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25日早晨当许多中国人早上到达公司,准备开始一天工作的时候一颗“可以摧毁一座城市”的小行星,刚与地球“擦肩而过”并且它的名字还叫做“2019 OK”。  据美国權威天文杂志《天文学》7月25日报道格林威治时间(GMT)7月25日凌晨1点22分(北京时间9点22分),一颗直径在57-130米的小行星以每小时88500千米的速度,與地球近距离擦过  由于该小行星的来地球的轨道靠近太阳,影响天文望远镜的观测因此科学家们仅在小行星来到地球前1天才发现咜。  《天文学》杂志称这颗叫做“2019 OK”的小行星,离地球最近的距离仅为72500公里这已经几乎可以算作“擦肩而过”。相较之下地球離月球的平均距离为384403千米左右。因此本次小行星距离地球的距离,仅为地月平均距离的五分之一左右   

人们自从发明望远镜之后就知道了宇宙是浩瀚无边的,而地球只不过是宇宙之中很小的一部分在宇宙中像地球这样的小星球不计其数,我们都知道在宇宙中不是每┅个星球都按照自己规定的位置运行就比如说,一些小行星在运行的过程中也许会脱离自己的轨道科学家家就曾经表示过,地球具有楿对较大的引力,如果小行星距离地球过近,它会受到地球引力的作用而改变运行轨道,甚至有可能直接冲向地球!而最近就有一颗巨大的小行煋与地球擦肩而过!

据外媒SlashGear报道 小行星2019 OK在2019年7月25日与地球“擦肩而过”,令科学家们大吃一惊这是一颗直径约60~130米的未知小行星有惊无险嘚从地球外侧飞掠而过!最近时距离地球仅仅7.2万公里,相当于到月球距离的五分之一左右这消息一出,使科学家冒出一身冷汗这也使科学家明白了在寻找和追踪潜在危险小行星方面需要不断改进。

这颗小行星于7月24日被巴西的SONEAR天文台首次发现此后美国宇航局发布了一份關于该小行星的报告,揭示它是一颗阿波罗型小行星幸好这颗小行星并没有对地球构成威胁,但直到飞掠前几个小时才被探测到令官員感到意外,这凸显了支持近地天体监测任务的重要性尽管这次小行星没有袭击地球,但是这种被撞击的威胁却在加速出现!虽然地球烸年都有一些小行星靠近月球但这一次却是2019年以来规格最大的一次。

假如这颗小行星撞击地球造成的危害不堪设想,不低于1908年俄罗斯嘚通古斯小行星撞击事件产生的能量将是广岛核子武器的30倍,足以摧毁一座城市正常情况下,当它接近地球时可以用一台普通的双筒朢远镜进行观测但就在接近地球的几天前这颗小行星2019 OK的亮度自动调节却突然衰减了数千倍,观测的困难度变得非常大!

这么多年以来铨世界宇航局都密切关注着小行星的活动范围,但是依旧还是有漏网之鱼比如说这颗2019OK小行星,是在快靠近地球时候才被发现这不得不讓人担心,NASA也在同世界各地进行合作提高更小直径天体的追踪成功率,并研究提早发现潜在威胁小行星的方法!这样也是保障人类的安铨!

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大多分布在和木星轨道之间、沿橢圆轨道绕运行的小天体

按照提丢斯-波得定则,在火星和木星轨道之间应该有一颗大行星,其轨道半长径应为2.8天文单位1801年元旦之夜,意大利西西里天文台台长皮亚齐果然发现了一颗在众恒星之间游动的新天体后命名为谷神星。它的轨道半长径为2.77天文单位与提丢斯-波得定则相符合。但谷神星太小不能与大行星为伍,于是便称为“小行星”1802年,德国医生、天文爱好者奥伯斯发现了第二颗小行星──智神星;1804年德国天文学家哈丁发现第三颗小行星──婚神星;1807年奥伯斯又发现第四颗小行星──灶神星。十九世纪下半叶广泛应用後陆续发现更多的小行星,至今已编号的有 2000多颗。照相巡天观测发现亮度自动调节大于照相21.2等(见星等)的小行星达50万颗估算得知,小行星的总只有2.1×1024克约为地球质量的万分之四。

从1925年起新发现的小行星先给予临时命名:在发现年代之后加两个拉丁,第一个表示發现的时间以半个月为单位按字母顺序排列;第二个则表示在这段时间内发现的次序,也按字母顺序排列其中字母 I不用。例如小行星1949MD就表示它是1949年6月下半月发现的第四颗小行星。新发现的小行星算出轨道后再经过两次以上冲日(见)观测,就赋予永久编号和专有名稱有的小行星以古、的人物命名,有的则由发现者给予其他名称在已编号的小行星中,有六颗以中国天文学家命名1802号名为张衡,1888号洺为(见祖冲之父子)(图1) 1972号名为一行,2012号名为郭守敬2027号名为沈括,2051号名为张1974年中国紫金山天文台发现的两颗小行星则被命名为鍾山一号和钟山二号。这两颗小行星已被国际正式命名为2077号──江苏2078号──南京。

小行星的特性分述如下:

最大的谷神星视角直径也只囿十分之几角秒因而一般用测角方法难于准确定出它们的直径,用这种方法只能定出四颗较大的小行星直径近年来用辐射测量和偏振測量两种方法定出了近200颗小行星的直径,这两种方法的结果较一致另外,从小行星掩(恒)星的光变曲线也可以定出小行星的直径例洳,已定出532号小行星直径为243公里

从 4号灶神星与197号阿雷特(Arete)多次接近,以及1号谷神星与2号智神星的相互引力作用算出了三颗小行星的质量:1號谷神星为(11.7±0.6)×1023克;2号智神星为 (2.6±0.8)×1023克;4号灶神星为(2.4±0.2)×1023克。其余小行星的质量是由它们的直径和假定的密度值算出的除了谷神星等几顆较大的小行星外,其他小行星质量都很小

小行星的亮度自动调节有周期性变化,这是由于它们表面各部分的反照率不同以及它们的自轉引起的根据亮度自动调节变化曲线可以定出它们的自转周期和自转轴的取向,还可以推出它们的形状特点现已测定出近70颗小行星的洎转周期,数值一般为2~16小时少数有更长的周期。有趣的是质量只有木星和质量一百多万分之一的小行星,其自转周期却同木星和土煋相近(见等周律)然而,小行星自转轴的取向却毫无呈随机分布。

谷神星和灶神星可能是球状的但大多数小行星形状是不规则的,例如433号爱神星是三轴体,三轴的长度分别为36公里、15公里、13公里;1620号Geographos是长条形长度是的4~5倍。

对于已定出质量和直径的小行星可以算絀它们的密度例如,谷神星密度为 1.6克/厘米3智神星为2.4克/厘米3,婚神星为3.6克/厘米3

近年来,通过光度测量和光谱分析方法定出了上百颗小荇星的反照率(图2)按反照率的特征,可把小行星分为两类:反照率小(0.05左右)是碳质的,称为C类;反照率大(0.15左右)是石质(硅酸盐)的,称为S类它们的性质分别同碳质陨星和石陨星相似,通常认为小行星是陨星母体离太阳越远,C类越多最大的小行星(谷神煋)属C类,最近发现它表面有含水 10~15%的矿物此外,还有少数小行星的金属含量高称为M类。

小行星本身不发光靠反射太阳光而发亮。它们的视亮度自动调节跟它们同太阳和地球的距离有关也跟它们表面反照率有关。最亮的四颗小行星的视星等如下:1号谷神星7.4等2号智神星8.0等,3号婚神星8.7等4号灶神星6.5等。

绝大多数小行星位于火星和木星的轨道之间轨道半长径a 约为2.17~3.64天文单位,平均值ā=2.77天文单位它們组成小行星带(图3)。也有少数小行星的轨道半长径比火星的小或比木星的大一般说来,小行星轨道的偏心率e和对黄道面的倾角i比行煋大比彗星小,其平均值ē=0.15

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