小行星(44) Nysa 呈三瓣形状并携带一颗小卫星

由两架最大的地面望远镜拍摄的自适应光学图像显示,位于火星与木星之间主小行星带中的明亮小行星(44) Nysa 具有三瓣结构,并携带一颗此前未被发现的小卫星。这一发现出自洛厄尔天文台(Lowell Observatory)的 Kate Minker 及其同事领导的论文,论文已提交至《Astronomy & Astrophysics》,并于7月28日发布在 arXiv 上。

Nysa 于1857年被发现,是已知最大的 E 型小行星之一。E 型小行星是一类罕见的小行星,其表面与不含铁的矿物顽辉石(enstatite)的反光特征相符。一个多世纪以来的观测,包括哈勃空间望远镜的测量、阿雷西博(Arecibo)的雷达观测以及恒星掩星观测活动,都暗示该天体呈长条状或可能为双瓣结构,但其真实形状始终未能确定。

研究团队于2026年2月15日和3月21日使用亚利桑那州大双筒望远镜(Large Binocular Telescope)上的 SHARK-VIS 仪器对 Nysa 成像,并于3月9日至4月5日期间使用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜(Very Large Telescope)上的 SPHERE/ZIMPOL 进行了十个观测时段的成像。图像显示,有两条谷地似乎沿着该小行星最窄的轴将其环绕。研究人员将其解释为 colli,即相接双星系统中连接各瓣的颈状结构,并识别出总共三个瓣,以及若干陨石坑和其他凹陷。

根据图像以及 TRAPPIST-North 和 TRAPPIST-South 等天文台收集的光度光变曲线,研究团队使用 ADAM 算法构建了三维形状模型。该模型给出的自转周期为 6.4214175 小时,自转极位于黄道坐标约经度 102.7 度、纬度 55.3 度附近,体积等效直径为 75 公里(47 英里),不确定度不对称,为加 3 公里、减 1 公里(1.9 英里和 0.6 英里)。

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研究团队的结论是,Nysa 最有可能是一个双星系统,由一个主天体(可能是相接三星系统,即三个组成部分在颈部相连,也可能是一个极不规则的完整天体)和一颗小卫星组成。他们指出,Nysa 比此前成像过的任何相接双星都更大,其中心凹陷也比以往见过的任何同类结构更极端,因此这一解释仍无定论。

这颗卫星暂定编号为 S/2026 (44) 1,在两次观测活动中均被独立探测到。它出现在减去小行星明亮光晕的盲反卷积处理残差中,也出现在基于系外行星成像技术角差分成像(angular differential imaging)建立的独立主成分分析中。2月观测时其投影间距为 180 公里(112 英里),3月为 170 公里(106 英里),与主天体的亮度差约为 9 个星等。假设这两个天体具有相似的反照率,这颗卫星的直径约为 1 公里(0.6 英里),不确定度为 0.5 公里(0.3 英里)。

论文并未确定这种结构是如何形成的。最受青睐的情景是:古代碰撞产生的碎片在低速下重新积聚,这一过程可能发生在 Nysa 到达主小行星带当前位置之前;或者是较大天体之间发生碰撞逃逸(hit-and-run)后产生的碎片。研究团队认为,重度陨击重塑的可能性较小,因为它无法轻易解释那两条谷地。他们还指出,Nysa 周围没有大型的富顽辉石小行星族,这不利于母天体近期在原位碎裂的假说。

这颗卫星为区分这些模型提供了一条途径。跟踪其轨道将使研究人员能够测量 Nysa 的质量和密度,这两个量在相互竞争的情景下有所不同:受撞击摧残的核心意味着致密的内部,而完整致密的富顽辉石岩石碎块则密度较低。论文指出,关于卫星动力学以及该系统长期稳定性的研究正在进行中。

由于 E 型小行星与构成内行星的物质具有共同的化学特征,它们的形状和历史关系到早期太阳系是如何形成的。如果三瓣结构得到证实,Nysa 将加入一小类天体,这些天体的形态保存着古代碰撞与合并的证据。

婷 翻译

Sources

  • Minker et al., “Unmasking (44) Nysa: Evidence for a trilobate structure”, arXiv:2607.25786, https://arxiv.org/abs/2607.25786
  • Lowell Observatory, “PRESS RELEASE: ASTEROID (44) NYSA MAY BE THE FIRST-KNOWN THREE-LOBED WORLD”, https://lowell.edu/press-release-asteroid-44-nysa-may-be-the-first-known-three-lobed-world/
  • University of Arizona News, “Three-lobed asteroid is a world unlike any other”, https://news.arizona.edu/news/three-lobed-asteroid-world-unlike-any-other
  • Space.com, “1st three-headed asteroid found in our solar system – and it has a little moon”, https://www.space.com/astronomy/asteroids/1st-three-headed-asteroid-found-in-our-solar-system-and-it-has-a-little-moon
  • New Scientist, “Strange three-lobed asteroid seems to have its own tiny moon”, https://www.newscientist.com/article/2582275-strange-three-lobed-asteroid-seems-to-have-its-own-tiny-moon/
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