近地小行星2005UD與其他兩個近地小行星(3200)法厄同、1999YC一起共同組成雙子座流星群的‘綜合母體’(英文簡稱PGC)。對雙子座‘綜合母體’成員小行星的觀測研究可以幫助理解太陽系小行星、近地小行星和流星體的起源及三者之間的關聯問題。雲南天文臺太陽系小行星物理研究團組的研究人員與芬蘭赫爾辛基大學小天體研究團組合作,對雙子座流星雨母體2005UD的光譜和測光數據進行了反演分析研究,他們發現近地小行星2005 UD與法厄同有著“基因”關係,研究成果發表在國際天文雜誌P&SS上。
流星是太陽系尺寸更小的小天體(通常指微米到米量級的小天體)進入地球大氣層時引發的燃燒現象。大部分流星雨群的母體是彗星,只少數幾個流星雨群的母體是小行星,例如雙子座流星群。雙子座流星雨發生在流星群軌道與地球軌道的其中一個交匯處(赤經:112o,赤緯:+32o)(圖1)。每年12月14日左右,雙子座流星體與地球相遇,形成壯觀的雙子座流星雨。通過對雙子座流星雨母體小行星(3200)Phaethon、2005UD及1996YC的物理性質的觀測研究,還可以探究雙子座流星體補充機制。
自2016年開始,中國科學院雲南天文臺太陽系小行星物理研究團組利用幾個望遠鏡(麗江站的2.4米望遠鏡、昆明本部1.0米望遠鏡、麗江45公分寬視場望遠以及位於西藏阿裡站北冕天文臺的0.3米望遠鏡),開展了對雙子座流星體母體長期的光譜和測光觀測。
基於所獲得的小行星測光數據以及Lommel-Seeliger橢球光度模型,利用馬可夫鏈蒙特卡洛方法,他們首次反演得到近地小行星2005 UD的形狀、大小、自轉軸指向、自轉週期以及表面物質組成。
反演得到的2005UD的形狀呈現為一個扁的橢球體,三維尺寸分別為:1.90×1.45×0.76公里。其自轉軸的空間指向在J2000日心黃道坐標系為(285.8°,-25.8°),自轉週期為5.2小時。與另一個母體法厄同的自轉軸指向(311o.2,-23o.6)相比,兩個母體的自轉軸指向是接近平行的。由此推出2005UD極有可能是從法厄同的母體中分離出的一部分。
小行星表面物質的測定通常是通過小行星反射光譜的形狀及吸收特徵進行的。此外,還可以通過小行星測光相位曲線的形狀(光度隨太陽相位角的變化)分析其表面物質性質。除了小行星的形狀和自轉參數,研究人員還分析了2005UD的測光相位曲線(圖2所示)。分析數據中包括了新獲得的2005UD的測光觀測數據、ZTF(Zwicky Transient Facility)巡天獲得觀測數據以及小行星中心的測光數據。
同樣利用蒙特卡洛方法,他們還分析得到了該近地小行星測光相位函數參數:H=17.22 mag,G1=0.61,G2=0.006。從G1和G2的值,可以推測該小行星是碳類;與法厄同的測光相位曲線參數(G1=0.77,G2=0.005,訓示為碳類)相比,兩個母體有著相近的物質組成,這一結果也支持2005UD與法厄同是由同一母體演化而來。利用新測定的2005UD的絕對星值H,估算出2005UD的等效直徑為1.28公里(應用了0.14反照率)。
該研究成果得到中國自然科學基金以及芬蘭學術基金的資助。
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圖1.小行星法厄同的軌道
圖2.左:2005UD的測光相位曲線,右:法厄同的測光相位曲線
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