我国科学家揭示地球"准卫星"或源自主小行星带 为天问二号任务提供理论支撑

近日,中国科学院紫金山天文台季江徽研究团队对天问二号探测器的探测目标——近地小行星2016HO3的起源问题提出了新的科学解释。

这项研究成果已刊发在《天文学和天体物理学研究》期刊,并被选为当期封面论文。

小行星2016HO3于2016年4月27日被发现,直径约57米,自转周期约28分钟。

其绕太阳公转的周期与地球几乎相同,从地球视角看长期在地球附近伴随运行,因此被科学界归类为地球准卫星。

这类天体因其独特的轨道特征,成为研究太阳系演化和地球周边环境的重要窗口。

关于2016HO3的起源,学术界曾有不同推测。

此前的光谱观测结果显示,其表面物质的光谱特征与部分月球样本存在一定相似性,由此有研究推测其可能源自月球撞击抛射物。

然而,这一假说在理论验证上仍存在不确定性,需要更深入的科学论证。

为进一步探究其真实起源,研究团队从轨道动力学演化角度出发,系统评估了火星与木星之间的主小行星带作为其潜在源区的可行性。

研究人员选取了三个候选源区进行重点分析:内主带的ν6长期共振区、木星3:1平运动共振区以及花神星小行星族。

基于这些区域的实际小行星观测数据,研究团队构建了大量测试粒子,通过数值计算方法追踪其1亿年的轨道演化过程。

模拟结果显示,三个候选源区均有相当比例的测试粒子能够在长期演化后进入类似2016HO3的轨道。

其中,来自ν6共振区的粒子在长期共振作用下增大偏心率、减小近日点距离,从而进入近地空间;来自花神星族的粒子先缓慢漂移至ν6共振区,随后经历与该区粒子类似的轨道演化过程;位于木星3:1共振区的粒子则可能在共振作用及与类地行星的密近交会影响下进入与2016HO3相似的轨道。

这些多元化的演化路径充分说明了主小行星带向近地空间输送类似天体的动力学机制的复杂性和多样性。

季江徽表示,该研究系统揭示了主小行星带向近地空间输送类似2016HO3天体的动力学机制,为理解地球准卫星的起源与演化提供了新的科学视角。

这项成果不仅深化了人类对太阳系结构和演化的认识,也为天问二号任务的后续科学研究提供了关键的理论支撑,有助于指导探测器的观测策略和数据分析工作。

从“看起来像什么”到“为何会在这里”,对2016HO3起源的追问体现了行星科学研究从表象走向机制的转变。

以动力学证据联结主小行星带与近地空间,不仅拓展了对地球准卫星群体的认识边界,也提醒人们:太阳系并非静态陈列,微小天体在漫长时间里被共振与引力持续塑形、迁移与重排。

随着探测任务与基础研究相互促进,这些“近邻小天体”的来路与去向,将为人类理解地球所处宇宙环境提供更清晰的坐标。