2023年11月1日,美国国家航空航天局(NASA)“露西”(Lucy)航天器上的洛里(L'LORRI)相机在最近一次接近的几分钟内收集到的数据,拍摄了小行星丁金什(Dinkesh)和塞拉姆(Selam)的一对立体图像。

新的计算将“婴儿”小行星的年龄联系起来

康奈尔大学领导的一个研究小组使用新的统计计算估计,去年11月,美国国家航空航天局的一艘航天器发现一颗小行星围绕另一颗小行星运行,被称为“露西的婴儿”,这颗小行星实际上是一个太阳系的蹒跚学步的孩子,只有200-300万年的历史。

该团队仅基于动力学或这对小行星在太空中的运动方式,推导出塞拉姆的年龄。塞拉姆是一颗围绕火星和木星之间主要小行星带中的小行星丁金什旋转的“小卫星”。他们的计算与NASA的一致Lucy任务基于对表面陨石坑的分析,这是一种更传统的小行星年代测定方法。

新方法补充了这一工作,并具有一些优点:它不需要昂贵的航天器来捕捉特写图像;在小行星表面最近发生变化的情况下可能更准确;研究人员说,它可以应用于数十个其他已知双星系统中的二次体,这些双星系统占近地小行星的15%。

他说:“找到小行星的年龄对理解它们很重要,而这颗小行星与太阳系的年龄相比非常年轻,这意味着它是最近形成的。”科尔比·梅里尔他是航空航天工程领域的一名博士生。“了解这具尸体的年龄可以帮助我们了解整个人口。”

梅里尔是《长期潮汐-BYORP理论约束下的(152830)Dinkesh-Selam年龄,”与合著者于4月9日在《天文学与天体物理学》上发表亚历克西亚·库巴斯,天文学和空间科学领域的博士生;亚历克斯·梅耶,博尔德科罗拉多大学博士生;和瑞士伯尔尼大学博士后研究员Sabina Raducan。

梅里尔是美国宇航局动力学专家双星重定向测试(DART)任务2022年,露西号宇宙飞船撞上了小卫星Dimorphos。2023年11月1日,露西号宇宙飞船经过丁基什,意外发现了塞拉姆。梅里尔说,后者被证明是“一个非常独特和复杂的天体”——一个所谓的“接触双星”,由两个基本上是碎石堆粘在一起的裂片组成,是第一个围绕另一颗小行星运行的同类天体。

Merrill和Kubas立即开始对该系统进行建模,作为其“行星物理”课程的最终项目,该课程由菲利普·尼科尔森他是艺术与科学学院(A&S)的天文学教授。

研究人员表示,双星小行星是一种动态复杂且引人入胜的物体,正在进行一场拔河比赛。重力作用于物体,使其物理膨胀并产生潮汐,从而缓慢降低系统能量。与此同时,太阳辐射也改变了双星系统的能量,这种效应称为双星雅科夫斯基-O’Keefe-Radzievskii-Paddack(BYORP)效应。最终,系统将达到潮汐和BYORP同等强大的平衡——在拔河比赛中陷入僵局。

假设这些力处于平衡状态,并插入Lucy任务公开的小行星数据,研究人员计算出Selam从快速旋转的Dinkesh喷出的表面物质形成后达到当前状态所需的时间。一路上,研究小组表示,他们改进了先前假设两个物体密度相等的方程,并忽略了第二个物体的质量。用不同参数进行了大约100万次计算,结果得出塞拉姆的中位年龄为300万岁,最有可能的结果是200万岁。

确定塞拉姆的年龄有助于将其与迪迪莫斯和迪莫弗斯进行比较,迪迪莫斯和迪莫弗斯是美国国家航空航天局DART任务瞄准的更年轻的系统,并加深了人们对二进制系统不断被创造的认识。研究人员现在希望将他们的新老化方法应用于其他双星系统,在这些系统中,即使没有近距离的飞越,也能很好地描述动力学特性。

库巴斯说:“与陨石坑计数一起使用,这种方法可以更好地限制系统的年龄。”。“如果我们使用两种方法,并且它们彼此一致,我们可以更加确信,我们正在获得一个描述系统当前状态的有意义的年龄。”

计算表明,小行星塞拉姆比地球上的人类祖先化石还要年轻,该化石就是以该化石命名的——埃塞俄比亚发现的一个3岁女孩的骨骼化石,确定其年龄为330万年。塞拉姆在埃塞俄比亚语中的意思是“和平”,也被昵称为“露西的孩子”,指的是1974年发现的著名人类祖先遗骸,被称为露西或丁基什。2027年,以露西命名的NASA任务正在前往木星轨道研究特洛伊小行星。

Merrill是空间成像与光学系统实验室由领导德米特里·萨夫兰斯基他是康奈尔工程学院西伯利机械和航空航天工程学院的副教授。库巴斯通过地球物理和数值建模技术研究地球和矮行星谷神星的冰缘过程,他的建议是布兰妮·施密特他是A&S和康奈尔工程学院天文学、地球和大气科学副教授。

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贝卡·鲍耶