新視野號在太陽系外發現兩對緊密雙小行星


美國太空總署的新視野號(New Horizons)向我們展示外太陽系到底有多奇怪,它的定位相機拍攝兩顆古柏帶(Kuiper Belt,大陸譯做柯伊伯帶)天體實際上都是緊密的雙小行星。

這兩顆雙星小行星的臨時編號是2011 JY31和2014 OS393。地面的天文台發現了它們,然後新視野號的遠程偵察照相機在2018年9月飛掠冥王星之後,在前往編號486958小行星:天空星(Arrokoth)途中拍攝到它們照片。

高分辨率的遠程偵察照相機相當於一支二十厘米的反射望遠鏡,許多業餘天文學家都很熟悉。要用於研究時,這些天體必須位於新視野號路徑的0.3個天文單位內(一個天文單位是地球和太陽之間的平均距離),而2011 JY31距離 0.15個天文單位和2014 OS 393僅0.09個天文單位。

與附近的恆星相比,2011 JY31和 2014 OS393在照片中都顯得略微拉長。因此,該團隊將這些形狀與雙天體模型相匹配:兩個小行星在緊密軌道上。即使整個岩石天體沒有分解,模擬顯示由兩顆天體組合能夠更好地解釋拍攝到的伸長率以及所見的亮度。2011 JY31的模型由兩顆五十公里寬的天體組成,兩者相距約二百公里,而2014 OS393,模型是有一顆濶三十公里,稍微小一點的天體,彼此相距約一百五十公里。

緊密軌道雙小行星在原位形成,並且像2019年初新視野號近距離觀察到的花生形狀天空星一樣,其中小天體可能是鵝卵石之類,由溫和、低速碰撞產生更密集的卵石填充雲,然後坍縮成更大的星體,作為接觸雙星(例如:天空星)或者是兩顆緊密雙星。

完成兩個目標之後,新視野號進行第三個飛越目標並非不可能,因為太空船有足夠的剩餘燃料進行額外的航向修正。但是太空很大,這些天體之間又遠又少,新視野號在天空中的位置使狩獵新目標變得更加複雜。新視野號現在位於人馬座方向,距離地球五十一個天文單位,這是一個沿銀河平面的恆星豐富區域。

美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)天文學家哈爾·韋弗(Hal Weaver)説:「這是一個長期目標,但這是人類在未來幾十年裡唯一的古栢帶任務,所以我們正試圖從中榨取最後一點的機會。目前大型地面望遠鏡正在幫助尋找其它目標。明年開始服役的新一代望遠鏡,包括韋伯太空望遠鏡和薇拉·魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory),很有可能找到合適的目標。」

在探索外太陽系時,期待新視野號帶來更多驚人的科學發現。

【圖:美國太空總署;文:節譯自美國天空與望遠鏡網頁】發現在2021年10月3至8日,第53屆美國天文學會行星科學部會議公佈。題目是:Discovery of Tight Binaries in the Kuiper Belt by New Horizons LORRI

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