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欧洲南方天文台拍摄到艳后星奇特的狗骨图像

发布单位:香港天文学会

艳后星

使用欧洲南方天文台的甚大望远镜(Very Large Telescope),一组天文学家拍摄到编号216小行星艳后星(Kleopatra,以埃及妖后克莉奥佩特拉七世Cleopatra VII Philopator命名)至今为止最清晰、最详细的图像。结果使研究团队能够以比以往更高的解像度看见这颗类似于狗骨头的奇特形状小行星的立体形状和质量,提供了关于这颗小行星和围绕它运行的两颗卫星是如何形成的线索。

艳后星在火星和木星之间的小行星带中围绕太阳运行。天文学家戏称它为「狗骨小行星」,因为大约二十年前的雷达观测显示它有两个叶瓣,由一个厚厚的颈部连接。2008年,法兰克·马尔基斯(Franck Marchis)和他的团队发现艳后星拥有由两颗卫星,这两个卫星以埃及妖后的孩子命名为艳卫一(AlexHelios)和艳卫二(Cleopatra Selene II)。

为了了解更多关于艳后星的物理特征,马尔基斯和他的团队使用了欧洲南方天文台甚大望远镜上的光谱极化高对比度系外行星研究(Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch)仪器在2017年至2019年之间不同时间拍摄的小行星快照。随着这颗小行星的旋转,他们能够从不同角度观察它,并创建至今为止最精确的立体形状模型。他们得到艳后星的狗骨形状和体积,发现其中一个瓣比另一个大,并确定艳后星的长度约为270公里。

结合对体积和质量的新估计,天文学家能够计算出小行星密度的新数值,它的密度不到铁的一半,结果比以前认为的要低。艳后星的低密度认为是具有金属成分,但具有多孔结构,可能只是一堆瓦砾。这意味着它很可能是在物质在一次巨大撞击后重新堆积时形成。

艳后星的瓦砾堆结构及它的旋转方式也显示它的两颗卫星是如何形成。这颗小行星几乎以临界速度旋转,超过这个速度它就会开始分崩离析,即使是很小的撞击也可能将鹅卵石从其表面掀起。马尔基斯和他的团队认为,这些卵石可能随后形成了艳卫一和艳卫二,这意味着艳后星真正诞生了自己的卫星。

【图、文:节译自欧洲南方天文台2021年9月9日新闻公布;研究全文刊登在2021年9月9日出版的《天文学及天体物理学》期刊,标题是:An advanced multipole model for (216) Kleopatra triple system