小行星1999 RQ36是個鬆散空洞的小行星

美國航太總署(NASA)噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)近地天體計畫室(Near-Earth Object Program Office)的科學家Steve Chesley等人,已經想到好辦法,可在數百萬公里距離外,測量一顆小行星的精確質量。Chesley等人的這個「猜猜你的體重」太空活動,乃是利用位在美國加州沙漠中的金石太陽系雷達(Goldstone Solar System Radar)、史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space telescope)和位在波多黎各的阿雷西波電波天文臺(Arecibo Observatory)的探測資料完成的。

為了測量小行星質量,Chesley等人首先得瞭解小行星的軌道,以及所有可能影響軌道的因素,包括鄰近天體和小行星可能產生的任何雖微小但仍有存在事實的推力。

Chesley等人選中的這顆小行星編號為1999 RQ36,意味著這顆小行星發現於1999年。因發現時間相當早,阿雷西波天文臺曾在2011年9月對它進行過精確的雷達測定;阿雷西波和金石兩處雷達觀測站之前也曾在1999年和2005年觀測過這顆小行星,以及研究過太陽系、月球、行星和其他小行星對1999 RQ36的重力影響。綜合這些觀測資料和數值模型研究,Chesley發現過去12年來,這顆小行星的軌道已經偏移約160公里之多。對此軌道變遷現象,唯一合理的解釋就是小行星本身所產生的一種稱為雅可夫斯基效應(Yarkovsky effect)的微小推力。

雅可夫斯基效應由19世紀俄羅斯工程師雅可夫斯基首度提出,故以之命名的。此效應指小行星長期受到陽光照射,在吸收陽光熱能、然後再輻射出來的過程中,會對軌道運行產生輕微的推擠作用;但由於這種作用力非常微小,因此很難測量。

當小行星最接近太陽時,這種效應最明顯;但即使如此,1999 RQ36最接近太陽時,雅可夫斯基效應作用在小行星表面的推力也僅有半盎司而已,約相當於3顆葡萄的重量壓在數百萬噸重的小行星上;這就如同螳臂擋車,似乎沒啥效果,得經過長時間的高精密觀察,才能看出軌道有何變化。幸運的是,阿雷西波天文臺提供了十幾年的大量雷達資料,這才能達成這個測量工作。

最後,這些科學家利用史匹哲太空望遠鏡於2007年測定的小行星紅外輻射熱能特徵,估算小行星的表面溫度,由此推測小行星表面被細粒物質覆蓋的程度有多少,這可是推算雅可夫斯基效應大小的關鍵點。

一旦小行星的軌道、大小、熱能性質和推力大小(雅可夫斯基效應)都已知,Chesley等人便可計算這個小行星的密度。經由這些計算,得出1999 RQ36的重量大約為6000萬公噸,直徑約0.5公里寬,其密度幾乎與水相同,意味著這個小行星是由岩石塵埃鬆散組成、內部充滿孔隙的結構。

NASA之所以對1999 RQ36特別感興趣,是因為它是OSIRIS-REx任務(Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer)的目標。這個太空任務預定將於2016年發射,前往拜訪1999 RQ36,取得小行星樣本後並返回地球。

NASA工作之一是同時利用地面和太空望遠鏡,偵測、追蹤並描繪靠近地球的小行星和彗星的特徵。NASA近地天體觀測計畫,即所謂的太空防衛網(Spaceguard)計畫,不僅盡力發現這些在太空中漂流的大石塊,還將其按性質特徵分類,建立它們的軌道特徵,以確定它們是否對地球有潛在的撞擊威脅。相關資訊可參考http://www.jpl.nasa.gov/asteroidwatch

資料來源:NASA Scientist Figures Way to Weigh Space Rock[2012.05.24]

轉載自台北天文館之網路天文館網站


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