Lacus_Somniorum

• 原文作者：JESSICA AGARWAL
  

• 原文来源：<Sterne und Weltraum>
  

活跃的双小行星

主小行星带的小行星288P/300163 在许多方面看起来都不同寻常。它是目前只有20个成员的活跃小行星中的一员。另外，它是由两个独立的个体组成的，它们围绕着它们的重心旋转。

2006年，亚利桑那州基特峰的1.8米望远镜拍摄发现了小行星288P/300163。五年之后的夏天，天文学家使用Pan-STARRS1再次观测288P/300163时，288P/300163通过近日点附近并形成了类似彗尾的结构。

至少有间歇性尘埃活动的小行星被称为活动小行星。在活动小行星中，这种尘埃活动会在近日点附近反复的发生并且持续数周至数月。这可能是因为近地表的冰层在近日点受到太阳的辐射而升华。它们就像外太阳系的冰彗星一样，天文学家们称之为主带彗星。因为火星和木星之间较高的温度，在那里的有固定轨道的小行星表面不应该存在冰。在太阳系内，冰可能来自太阳系起源的时期，例如冰的冲击释放或者物质的滑动。

• 在近日点的活动

在288P/300163被确定为活动小行星之后，接下来研究者们用不同的望远镜进行了进一步的观测，其中美国德国小组使用了哈勃望远镜参与了观测。在2011年12月哈勃望远镜拍摄的影像中，我们注意到了另一个特别的地方：在第一张影像中目标只是一个模糊的点源，但是在一周后图像中的点源逐渐拉长。在排除了几个可能的原因之后，研究者们得出了这样的结论：这个变形可能表明小行星288P/300163是一个双小行星。

直到2016年，当288P/300163再次接近地球，才能用哈勃望远镜来验证这个假设。2016年9月11日，288P/300163以1.45天文单位经过近地点。在2016年11月8日，距离太阳最近，距离只有2.44天文单位。

研究者们在2016年8月22日——2017年1月30日期间对288P/300163一共进行了十二次观测。拍摄到的影像中的中部区域的形状随着时间而变化。两个几乎完全分离的点源与看起来单个的点源交替出现（见图）。对此的解释是：它们是围绕着同一个重心旋转的两个物体。当它们与我们处在一条直线上时，在我们看来就只有一个点源。而当它们之间的连线垂直与我们的视线时，哈勃望远镜就能看到两个分离的天体。我们可以观察到的最大角距离十0.064角秒，在哈勃望远镜的广域相机3上大约是1.5个像素。这说明两个物体之间的距离大约有70km。所得的影像还显示，288P在到达近日点最迟三个月之前再次活动，这个观察结果与水冰升华是其活动原因的猜想相符合。288P的两个天体的光度几乎相同，因此我们认为其大小也几乎相同。

【图】在2006年发现的小行星288P/300163由两个天体组成。2016年，由哈勃空间望远镜观测到的288P显示出了其类似彗星的活动和它的两个部分的运动。这些图像是在它们最接近地球时拍摄的，在高分辨率的哈勃空间望远镜的帮助下能获得最清晰的影像。

为了解释所观测到的角距的顺序，两个天体必须在一个极其偏心的轨道上——偏心率在0.6到0.9之间——长半轴大约是其中一个天体半径的100倍。在已知的200多颗双小行星中，目前为止还没有一个质量相近并且相对轨道半径如此之大的组合。288P也是第一个已知的双主带彗星。这两个特点之间是否存在联系目前还不能确定。

• 小行星碰撞

这种在主小行星带上的双小行星只能通过高分辨率的望远镜—如哈勃望远镜—找到。因此，意外发现它们的可能性很小。另一方面，很多双小行星虽然相互之间距离很大，但是它们的大小不一。这种情况同样难以观测到。

在大约750万年前，288P可能从一个较大的小行星中被分离出来。这两个部分受到当时引力的束缚，并由此形成这样一个双系统。但也有可能是288P最初只有一块，之后在不对称的热辐射中快速旋转（即所谓的YORP效应*）并碎裂，形成现在的系统。

*译者注：天体受到太阳辐射加热之后会以红外线形式带走动量和热。即光子逃逸的时候会带走一部分动量。

例如，潮汐摩擦首先会使个体的自转周期和公转周期趋于相同，由此导致两个物体总是以相同的一面相对。在这种情况下，平行于轨道的角动量会导致轨道变大。这种角动量也可能是由于不对称的热辐射造成的，也有可能是因为冰升华时的冲击。

两个独立的模型的计算结果表明：一方面，两个同等大小的天体的潮汐锁定状态持续了大约有5000年，另一方面未被覆盖的冰可以持续升华5000年以上。此时，由冰升华的反冲力对角动量产生的影响将远大于辐射产生的。由此研究者们推测，小行星上的活动和它们相近的大小会导致较大的轨道半径。