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天文学家首次发现一颗颜色正在变化的小行星

YORP效应导致小行星6478高尔特成为“两条尾巴的变色龙”

小行星6478高尔特(Gault)最开始引人注意,是因为它出现了罕见的两条尘埃尾迹。而现在,它让天文学家再次惊讶了:它的颜色变了。

图解: 哈伯太空望远镜于2019年3月拍摄的小行星6478,此时小行星已出现两条近似彗尾的构造

天文学家在此之前从来没有在实时观测下捕捉到这种颜色变化的现象。据美国航天局红外望远镜(IRTF)观测到的情况,6478高尔特在近红外光谱中正在由偏红色向蓝色转变。

专家认为这一现象是因为它的尘埃表层在持续的太空漫游中被剥去了。它的颜色变化得很快,仅仅两个晚上就观察到了。

麻省理工学院(MIT)的天文学家迈克尔·马塞特(Michael Marsset)说:“这相当令人惊讶,我想我们正在目睹的是这颗小行星失去它的红色尘埃层,露出内在的蓝色层。”

小行星6479高尔特约3.7千米(2.3英里宽),围绕着小行星带的内部区域运行,与太阳的平均距离大约为3.456亿公里(2.148亿英里)。

研究人员表示,小行星暴露在太阳周围几百万年后,表层的尘埃会被烧成红色,但表层也许很薄。现在由于表层剥落,暴露出了内部没有被照射要的硅酸盐材质。

彗星有着代表性的彗尾,是冰被太阳蒸发之后形成。小行星则不同,这些岩石或金属材质的物体在太阳的近处,也就是温度更高的地方形成,所以它们剩下的冰含量很少。

鉴于6478高尔特产生了两条尾迹,而不是一条,它一定发生了反常的事情。同样观察到颜色变化的研究也证实了它的组成成分是岩石(而不是冰)。

“在我的认知中第一次看到一个岩石物体像彗星一样散发出尘埃,”马塞特说,“这说明造成散发尘埃的组成部分是与彗星不同的,与活跃的主带小行星也是不同的。”

这一现象(尘埃尾迹)是6487高尔特最初吸引天文学家的地方。我想,它不同寻常的尾迹形成和颜色变化是由快速的自转(约每两小时自转一周)和由此产生的离心力造成的。

自转归因于YORP效应——太阳光被一颗小行星不均匀地吸收,造成它几百万年的旋转,而这种自转有可能使得6478高尔特最终解体。

在解体之前,科学家们想要通过标出它不同时刻的亮度来证实他们的想法——有时候透过两条尾迹来观察它并不容易。

“我想(这个研究)巩固了小行星带是很活跃的这一事实,”麻省理工学院的天文学家弗朗西斯卡·狄米欧(Francesca DeMeo)说,“你在电影里看到的小行星猛烈撞击是很夸张的,在现实中每时每刻都在发生。”

YORP效应(The Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack effect)改变了一个小型天体的旋转状态(自转周期和极点的倾斜度),原因在于分散照射在它表面的太阳光,和它自身散发出的热辐射。

YORP效应通常被认为是小行星在太阳系中的日心轨道中发生的,它会产生双星,以及改变小行星的极点相对于黄道平面的角度,并且改变它的日心视向漂移率。

相关知识

小行星6478(6478 Gault,临时编号1988 JC1)是一颗绕太阳运转的小行星,为主小行星带小行星。该小行星于1988年5月12日发现。 天文学家捕捉到6478号小行星 Gault突然出现彗尾特征

小行星6478的轨道半长轴为2.3059752 UA,离心率为0.194。

小行星(希腊语:Αστεροειδ,英语:Asteroid)为微型行星的一种。以太阳系而言,小行星属于太阳系小天体(SSSB),和行星一样环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多。广义的小行星大小介于流星体和矮行星之间,直径可从数米至1,000公里不等,包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。但大部分的小行星都分布于内太阳系,加上外太阳系小天体(如半人马群和海王星外天体)的物理特性和内太阳系小天体有所差异,因此“小行星”一词更常被用于专指内太阳系非彗星的小天体。

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