第349號小行星表層下似有水冰

小行星絕大多數分佈於火星和木星軌道之間的主帶區域。小行星上可能蘊含了地球生命和水體起源的重要線索，同時也蘊藏著太陽系形成初期的原始信息，無疑具有極其重要的科學研究價值。第349號小行星 Dembowska在1892年12月9日發現，是一顆主帶小行星，它很亮，自轉很快，自轉軸與軌道面的夾角很小；它的近紅外反射光譜與灶神星的光譜十分相似，所以可能發生過熔融分異的歷史。它的軌道半長徑為2.92379 天文單位，靠近太陽系雪線，因而可能有水冰的存在。但是，至今為止，人們對於這顆小行星的基本物理信息仍不是很確定。因此該小行星倍受國際上天文研究機構的關注。

紫金山天文台行星科學團隊建立了目前國際上先進小行星熱物理模型（Advanced Thermophysical Model），在小行星熱物理研究方面取得系列顯著的科研成果。在前期工作中，研究了美國小行星採樣返回探測任務（OSIRIS-Rex）的探測對象101955號近地小行星Bennu（美國將在2018年造訪該小行星，2023年採樣返回地球），顯示其表面可能大部分區域為表壤所覆蓋，該工作很大程度上支持了OSIRIS-REx任務Touch-And-Go採樣機制的可行性；研究了近地雙小行星（175706）1996 FG3 （反射光譜特徵與CM群碳質球粒隕石一致，類似於Murchison隕石，富含有機物和水），獲取其立體模型並揭露其表面熱物理特徵；還研究了對地球構成潛在威脅的近地小行星（99942）Apophis（在已發現的一萬七千多顆近地小行星中，該小行星危險性位居前十，在2029年與地球最近距離為三萬九千公里），發現其表面存在表壤，可能由於亞爾科夫斯基（Yarkovsky）效應將其轉運到地球附近。

科研人員基於國際空間紅外衛星的探測數據（IRAS, AKARI, WISE）及日本昴星團（Subaru）望遠鏡的實測熱紅外數據共四組，獲得Dembowska表面熱慣量，粗糙度，反照率等基本熱物理信息，模擬了Dembowska在任意軌道時刻的表面及次表面溫度環境。研究結果給出：Dembowska表面南北兩極溫度變化較大為40～220 K，呈現了明顯的季節變化；赤道溫度變化較小為150～180 K，但都有很長時間溫度高於150 K，所以表面不太可能保存水冰；在Dembowska南北次表層30-50 cm以下，溫度可保持在120-160 K，水冰可以維持穩定存在。

這些研究成果不僅豐富了這顆小行星的基本物理數據，研究方法將來還可應用於未來的小行星探測任務，不僅能提供探測對象的表面反照率、粗糙度及熱慣量等關鍵科學參數，還對認知太空探測器的臨近輻射環境和附著與採樣環境、為科學載荷的設計與研製等提供重要的工程應用價值。

【圖、文：節錄自中國科學院紫金山天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的英國《皇家天文學會月刊》