2024 年 5 月 29 日

 

• 唯一一顆寬 720 公尺的小行星 (152830) Dinkinesh 是 NASA 露西太空船於 2023 年 11 月 1 日的第一個目標。
• 大驚喜：丁基內什是一顆複雜的小行星，它伴隨著一顆由兩個獨立天體組成的衛星。
• 發射的紅外線輻射可能加速了小行星的旋轉，並利用離心力撕扯出衛星的物質。
• 露西號正在前往木星軌道上的「特洛伊」小行星的途中，預計將於 2027 年到達。
• 重點：探索太陽系、小行星、太空旅行

 

先是一個小驚喜，然後甚至是一個大驚喜：2023 年 11 月 1 日，美國宇航局露西太空探測器飛越小行星丁基內什(Dinkinesh) 後，第一批圖像傳輸到地球時，一顆衛星出現在這顆720 公尺大小行星的後方。科學團隊之前就發現丁基內什可能有一個同伴，因為地面望遠鏡記錄的光變曲線顯示出不規則性，這表明了這一點。但現在特拉班特是真的。隨後又出現了更多照片，當我看到它們時，我很驚訝：丁基什衛星由兩部分組成，它是一個所謂的接觸雙星體。這兩顆相互接觸的衛星直徑分別為 210 米和 230 米，繞丁基內什軌道運行近 53 小時，距離為 3.1 公里。德國航空航天中心（DLR）參與了這項發現。

「自 2023 年 1 月以來，露西科學團隊一直在使用望遠鏡收集丁基什星的數據。那時，丁基內什被添加到我們的目標清單中，」科羅拉多州博爾德西南研究所露西科學小組副組長西蒙娜·馬爾奇說。「我們認為，多虧瞭望遠鏡數據，我們有了相當好的觀測結果。這是國際天文學聯合會（IAU）根據德國航空航天中心 (DLR)行星研究所來自DLR 行星研究所，負責影像資料的攝影測量評估和數位地形模型的計算，以確定三個觀測天體的形狀。

在準備飛越時，斯特凡諾·莫托拉深入研究了小行星的光變曲線，該小行星繞著其軸旋轉並不同程度地反射陽光。 「這些光變曲線的形狀對於正常旋轉的物體來說是不尋常的，」莫托拉繼續說道。 「因此，丁克內什的同伴是可以想像的。但事實上，它將是一個雙體，一個‘接觸二元’，這讓我們感到非常驚訝。露西飛越的結果現已發表在科學期刊《自然》上。露西是 NASA 發現計畫中的一項任務，於 2021 年 10 月 16 日啟動。它們的主要目標是木星軌道上的小行星，即所謂的特洛伊小行星，它們在兩個天平動點或拉格朗日點領先或跟隨木星 60 度。其中一些將在 2027 年和 2028 年進行初步檢查，並從 2033 年起再次進行觀察。任務以 1974 年在衣索比亞出土的一具 300 萬年前的古人類化石骨架命名。

 

理想的技術測試與“科學的伴隨程序”

最初計劃 2023 年沒有飛越小行星。但是博士。露西團隊成員拉斐爾馬歇爾在小行星主帶內部集中尋找飛越機會，並於 2023 年 1 月獲得成功。這顆小行星當時被稱為 1998 VD 57，同年被賦予阿姆哈拉語名稱 Dinkinesh（“你太棒了”），並且可以在 431 公里的距離上近距離飛越，軌道略有變化。最重要的是，它可以在類似於實際木星特洛伊任務期間計劃飛越小行星的飛行幾何結構中進行。這開啟了測試終端追蹤系統的可能性，即最終自主記錄到小行星的距離，從而最佳地瞄準它們。另外，露西的儀器可以接受真正的實驗測試。科學技術目標均已全面實現。

露西以每秒 4.5 公里的速度飛越丁基內什，距離地球約 4.7 億公里。由於資料傳輸到地球的時間長達 26 分鐘，因此無法即時控制機動。所有流程均預先編程並全自動運作。 L'LORRI 相機拍攝的 48 張影像顯示每個影像點（像素）10 至 2.2 公尺的細節。

 

有著複雜過去的小小行星

丁基什 (Dinkinesh) 呈現出一個令人驚訝的複雜小體。最值得注意的是丁基內什被拍攝的一側赤道兩側向兩極延伸的溝槽，以及沿著赤道的山脊狀山脊。細長的海槽被解釋為伴隨的雙星體起源的可見證據。那裡缺失的物質在一次結構斷裂期間被從丁基內什星體中撕裂出來，並最初在小行星周圍形成了一個環，由此形成了塞拉姆的兩個部分天體。沿著赤道的隆起可能是剩餘物質從環中落回所造成的。

Lucy 團隊也在剛發表的出版物中討論了這種情況的變體。所有解釋都基於一種特殊效應，這種效應對直徑小於五公里的小行星起著有趣的作用：即所謂的 YORP 效應。它以科學家雅科夫斯基（Yarkovsky）、奧基夫（O'Keefe）、拉齊耶夫斯基（Radzievskii）和帕達克（Paddack）名字的首字母命名，他們預測、計算並隨後測量並證明了這個概念：陽光加熱表面，從而刺激熱輻射的發射。儘管質量很小，但即使在“小行星之夜”期間，發出的紅外線輻射的光子也會在表面上施加很小的動量，這會導致旋轉軸的方向和/或旋轉速度在數百萬年中發生變化。 YORP 效應被認為在小型小行星伴星的形成過程中發揮重要作用，就像塞拉姆形成過程中的情況一樣。

丁基內什屬於 S 型小行星，與更常見的富含碳的 C 型小行星相比，其含鐵和鎂的矽酸鹽礦物比例明顯更高。大約 17% 的小行星是 S 型。它們主要分佈在小行星帶的內部，距離火星軌道約一億公里，隨著與太陽距離的增加，它們的出現頻率也隨之降低。 S型小行星的密度相對較高，平均每立方公分3克。丁基內什的密度經計算為每立方公分 2.4 克，顯示這顆小行星是多孔的，其顆粒之間的間隙高達總體積的四分之一。

 

[照片]

(A) 「美妙」被「和平」所包圍。

2023年11月1日，美國太空總署的露西號太空船飛越距離431公里的小行星丁基內什。在地球上收到的第一張影像資料（大圖）中，在寬度僅 720 公尺的主帶小行星後面，一顆衛星出現在丁基什地平線後面。然而，真正令人驚訝的是在離開丁基內什期間拍攝的圖像：這顆衛星是一個雙體，即所謂的接觸雙星小行星，其兩個210 公尺和230 公尺的大部分體相互連接，以共同的中心為中心一、旋轉重心，繞Dinkinesh圈（小圖）。和 Dinkinesh（“神話般的”）一樣，這位同伴也被賦予了一個阿姆哈拉語名字：Selam（“和平”，ሰላም）。

(B) 美國太空總署的露西號太空船靠近特洛伊小行星

露西任務旨在首次探索「木星特洛伊」家族的小行星。這些小行星聚集在氣態巨行星前後的兩點，木星和太陽的引力相互抵消，也就是所謂的天平動點或拉格朗日點。 2021年10月16日發射後，NASA的太空船將於2027年抵達木星軌道的L4點，並將在2028年之前連續近距離觀測五顆特洛伊小行星，正如這位藝術家印像中的預期那樣。最後，在返回內太陽系後，露西將於 2033 年在 L5 點研究由兩個雙星小行星組成的系統。

(C) 美國太空總署露西號太空船發射

美國太空總署的露西號太空船是第一個研究木星「特洛伊」小行星的任務。它於 2021 年 10 月 16 日使用 Atlas V 火箭從佛羅裡達州卡納維拉爾角太空站的 41 號航天發射場發射升空。 2023 年11 月1 日飛越小行星丁基內什(Dinkinesh) 後，露西(Lucy) 將飛越另一顆主帶小行星(Donaldjohanson)，最後在其軌道上飛過木星前面60 格令的七顆「特洛伊」小行星。