梅西尔德星

小行星

梅西尔德星253 Mathilde)是一颗位于小行星带小行星,直径大约50公里,由约翰·帕利扎于1885年所发现。梅西尔德星拥有一个椭圆形的轨道,公转周期则超过4年。

梅西尔德星
会合-舒梅克号拍摄到的梅西尔德星
发现[1]
发现者约翰·帕利扎
发现日期1885年11月12日
编号
其它名称A915 TN; 1949 OL1
小行星分类主带小行星
轨道参数[3]
历元 2005年1月30日(JD 2453400.5)
远日点501.334 Gm
3.35121 AU
近日点290.564 Gm
1.94230 AU
半长轴395.949 Gm
2.64676 AU
离心率0.266157
轨道周期1572.787 d
(4.31 yr
平均轨道速度17.98 km/s[2]
平近点角111.960°
轨道倾角6.738°
升交点黄经179.633°
近日点参数157.475°
物理特征
大小52.8[3] km
(66×48×46 km[4])
质量1.033(±0.044)×1017[5] kg
平均密度1.3[5] g/cm³
表面重力0.0025[6] m/s²
16.2[7] m/s
自转周期17.406±0.010[8] d
(17 dh 45 min)
反照率0.0436[3]
温度~174[9] K
光谱类型Cb[3]
绝对星等(H)10.20[3]

这颗小行星以一个不寻常的速度缓慢自转,需要17.4天才绕着它的轴心旋转一圈。梅西尔德星是一颗原始C-型小行星,这意味小行星的表面具有较高比例的,导致它的表面相当黑暗,只有4%的光线被反射出去[10]

会合-舒梅克号在1997年6月近距离通过梅西尔德星,当时太空船正在前往爱神星。在飞越梅西尔德星时,太空船针对小行星的一个半球进行拍摄,显示梅西尔德星表面布满许多大型的陨石坑。直到罗塞塔号在2010年飞越鲁特西亚为止,梅西尔德星是太空船近距离探测过最大的一颗小行星,也是第一颗被太空船近距离探测过的C-型小行星。

观测史

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奥地利海军天文台的主管约翰·帕利扎在1880年获得在新落成维也纳天文台担任助理的机会。虽然接受这个工作代表约翰·帕利扎遭到降职,但是反过来,他将有机会使用新型的27英寸(690毫米折射望远镜,它在当时是世界上最大的望远镜。当时帕利扎已经发现27颗小行星,后来在维也纳工作时,他继续利用27英寸(690毫米)及12英寸(300毫米)望远镜在退休之前另外发现94个小行星[11]

约翰·帕利扎在1885年11月12日发现梅西尔德星。这颗小行星最初的轨道根数是由V·A·勒伯夫所计算出来的,他是另一位在维也纳天文台工作的奥地利天文学家。勒伯夫建议将该小行星命名为梅西尔德,这是巴黎天文台副主任莫里斯·洛伊(Maurice Lœwy)妻子的名字[1][12]

地面观测在1995年确定梅西尔德星是一颗C-型小行星,天文学家还发现它拥有一个特别长的自转周期[12]

会合-舒梅克号在1997年6月27日以1,212公里的距离通过梅西尔德星,当时太空船的移动速度为9.93公里/秒。这次探测让太空船拍摄超过500张小行星表面的照片,并提供天文学家更准确的数据来确定这颗小行星的大小与质量(根据太空船受到的引力摄动)[5]。然而太空船只对梅西尔德星的一个半球拍摄照片[13]。梅西尔德星是第3颗被太空船近距离拍摄照片的小行星,晚于小行星951艾女星

性质

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梅西尔德星非常黑暗,它的反照率类似新鲜的沥青[14],天文学家认为梅西尔德星与CI1或CM2碳质球粒陨石拥有相同成分,表面主要是层状硅酸盐矿物[15]。该小行星表面充满大量的撞击坑矿也分布在一些撞击坑附近[16] 。梅西尔德星表面两个最大的撞击坑是石狩(29.3公里)与卡鲁(33.4公里),它们都比小行星的平均半径还宽[4]。天文学家根据撞击坑尖锐的边缘,认为它们导致大量的物质从小行星表面脱离出来[10]。撞击坑的亮度及颜色并无差异,也没有出现分层情况,所以这颗小行星的内部必定十分均匀。有迹象显示物质会沿着撞击坑朝下方移动[4]

 
梅西尔德星表面一个大型的撞击坑

根据会合-舒梅克号的探测结果,梅西尔德星的密度为1300公斤/立方米,不到一个典型碳质球粒陨石的一半,这显示梅西尔德星可能是非常松散的碎石堆[5],这与天文学家借由配备调适光学系统的地面望远镜研究几颗真正的C-型小行星(欧仁妮休神星林神星赫女星)之后的结果一致。梅西尔德星的内部有高达50%是空洞。然而梅西尔德星表面一条20公里长的断崖显示小行星可能确实拥有一些结构性的力量,所以它的内部可能拥有一些大型结构[13] 。梅西尔德星内部密度较低,让小行星遭受撞击的力量不易传达出去,有助于表面的高度保持一致[4]

梅西尔德星拥有一个椭圆轨道,让它可以抵达小行星带的外侧。然而梅西尔德星的公转轨道完全位于火星木星公转轨道之间,它并未横跨行星轨道。它也是自转周期最慢的小行星之一,大部分小行星的自转周期都介于2-24小时之间[17]。由于自转速度慢,因此会合-舒梅克号只能拍摄小行星表面60%的照片。梅西尔德星缓慢的自转速度显示它可能拥有一颗卫星,但是会合-舒梅克号的照片显示在梅西尔德星半径20倍的区域内并未存在任何直径大于10公里的卫星[18]

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 Moore, Sir Patrick. The Wandering Astronomer. CRC Press. 1999. ISBN 0750306939. 
  2. ^ 半长轴a、公转周期为T而偏心率为e,因此平均公转速度为:
     
    关于椭圆周长的资讯请参阅: H. St̀eocker, J. Harris. Handbook of Mathematics and Computational Science. Springer. 1998: p. 386. ISBN 0-387-94746-9. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Unless otherwise noted, parameters are per: Yeomans, Donald K. 253 Mathilde. JPL Small-Body Database Browser. NASA. 2003-08-29 [2007-08-29]. (原始内容存档于2007-07-08). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 J. Veverka; et al. NEAR Encounter with Asteroid 253 Mathilde: Overview. Icarus. 1999, 140: 3–16 [2007-08-29]. doi:10.1006/icar.1999.6120. (原始内容存档于2012-02-28). 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 D. K. Yeomans; et al. Estimating the mass of asteroid 253 Mathilde from tracking data during the NEAR flyby. Science. 1997, 278 (5346): 2106–9 [2007-08-29]. PMID 0009405343. doi:10.1126/science.278.5346.2106. (原始内容存档于2007-10-01). 
  6. ^ 小行星的质量为m,半径为r,而G则是重力常数, 根据牛顿万有引力定律得出表面平均重力g为:
     
  7. ^ 表面平均重力为g,半径为r,因此逃逸速度经过计算为:
     
  8. ^ Stefano Mottola; et al. The slow rotation of 253 Mathilde. Planetary and Space Science. 1995, 43 (12): 1609–1613 [2007-02-04]. 
  9. ^ 小行星反射率为α、半长轴为a太阳光度 斯特藩-玻尔兹曼常数σ,而小行星红外线发射率为ε(~0.9),因此平均温度T经过计算为:
     
    请参阅: Torrence V. Johnson, Paul R. Weissman, Lucy-Ann A. McFadden. Encyclopedia of the Solar System. Elsevier. 2007: p. 294. ISBN 0-12-088589-1. 
  10. ^ 10.0 10.1 Williams, David R. NEAR Flyby of Asteroid 253 Mathilde. NASA. December 18, 2001 [2006-08-10]. (原始内容存档于2006-08-18). 
  11. ^ Raab, Herbert. Johann Palisa, the most successful visual discoverer of (PDF). Astronomical Society of Linz. 2002 [2007-08-27]. (原始内容 (PDF)存档于2007-09-28). 
  12. ^ 12.0 12.1 Savage, D.; Young, L.; Diller, G.; Toulouse, A. Near Earth Asteroid Rendezvous (NEAR) Press Kit. NASA. February 1996 [2007-08-29]. (原始内容存档于2012-02-28). 
  13. ^ 13.0 13.1 Cheng, Andrew F. Implications of the NEAR mission for internal structure of Mathilde and Eros. Advances in Space Research. 2004, 33 (9): 1558–1563 [2007-08-29]. doi:10.1016/S0273-1177(03)00452-6. 
  14. ^ Pon, Brian. Pavement Albedo. Heat Island Group. June 30, 1999 [2007-08-27]. (原始内容存档于2007年8月29日). 
  15. ^ Kelley, M. S.; Gaffey, M. J.; Reddy, V. Near-IR Spectroscopy and Possible Meteorite Analogs for Asteroid (253). 38th Lunar and Planetary Science Conference. League City, Texas: Lunar & Planetary Institute: 2366. March 12–16, 2007 [2007-08-29]. 
  16. ^ Blue, Jennifer. Categories for Naming Features on Planets and Satellites. USGS. August 29, 2007 [2007-08-29]. (原始内容存档于2007-08-24). 
  17. ^ Lang, Kenneth R. 2. Asteroids and meteorites, Size, color and spin. NASA's Cosmos. NASA. 2003 [2007-08-29]. (原始内容存档于2012-08-06). 
  18. ^ W. J. Merline; et al. Search for Satellites of 253 Mathilde from Near-Earth Asteroid Rendezvous Flyby Data. Meteoritics & Planetary Science. 1998, 33: A105 [2007-08-29]. doi:10.1006/icar.1999.6120. 

Bowell, Ted; and Koehn, Bruce. The Asteroid Orbital Elements Database. Lowell Observatory. 2007-09-02 [2007-09-02]. [失效链接]

参见

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外部链接

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