Response to "An empirical examination of WISE/NEOWISE asteroid analysis and results"
我们发现,Myhrvold(2018)(以下简称M2018 b)关于WISE数据和小行星热模型的一些说法是不正确的。这篇论文仅提供了大约150,000个物体数据集中两个物体的热拟合参数输出,没有与通过其他手段测量直径的小行星进行直接比较,以评估这项工作的热模型的质量。我们无法重现M2018 b公布的两个天体的热拟合输出结果,包括直径,辐射,光束和红外辐射。特别是,M2018 b中公布的红外线反射率非常低。[...]虽然由于WISE/NEOWISE团队的各种论文和行星数据系统中的数据发布中的笔误,以及在某些情况下略微增加直径不确定性的软件问题,表之间存在一些小的一致性问题,但这些问题不会实质性地改变从数据中得出的结果和结论。我们已经表明,在以前的工作和更新的分析在这里,有效的球形直径的小行星公布的日期是准确的,在以前引用的最小系统1-西格玛不确定性约10%,当数据的适当质量和数量是可用的。此外,我们还表明,M2018 b用于比较不同小行星数据集之间直径的方法是不正确的,并且高估了它们的差异。此外,在M2018 b中的其他误解中,我们表明WISE光度测量不确定性被WISE数据处理管道和NEOWISE热建模软件适当地表征和使用。我们表明,近地小行星热模型(哈里斯1998年)采用的NEOWISE小组是一个非常有用的模型,用于分析红外数据,得出直径和反射率时,使用得当。
2018-11-04 astro-ph.EP
Sizes and albedos of Mars-crossing asteroids from WISE/NEOWISE data
上下文穿越火星的小行星(MCs)是一个动力学不稳定的群体之间的主带和近地种群。描述大样本MC的物理特性有助于了解许多近地小行星的原始来源,其中一些可能会在地球上产生陨石。目的。我们的目标是提供具有可用WISE/NEOWISE数据的MC的直径和直径。方法.我们使用近地小行星热模型来找到等效直径的最佳拟合值,并尽可能地找到红外辐射参数。根据小行星的直径和列表中的小行星绝对星等,我们还计算了可见的几何星等。结果我们确定了在WISE任务的完全低温阶段观察到的404个物体的直径和光束参数,其中大部分尚未在其他地方发表。我们还获得了1572直径的数据,从3波段和后非低温阶段,使用默认值的聚束参数。对于小于10公里的物体,平均光束参数为1.2 +/- 0.2,这构成了我们样本的大部分。这高于整个主带的典型值1.0,可能与WISE能够在较短的日心距离,即较高的相位角观测更多的小天体有关。我们认为,这是一个更好的默认值建模火星穿越小行星的WISE/NEOWISE目录,并讨论了这种选择的直径和直径分布的影响。我们发现了一个双峰分布的可见的几何的pendodos,这是预期的,因为这个人口是成分多样的,包括在主要的光谱复合物的对象。然而,聚束参数的分布是均匀的低和高的聚束目标。
2017-05-29 astro-ph.EP
Main Belt Asteroids with WISE/NEOWISE: Near-Infrared Albedos
我们提出了修订后的近红外光谱拟合的2835主带小行星观测的WISE/NEOWISE在2010年的全低温调查的过程中。这些拟合来自于与热发射测量同时拍摄的反射光近红外图像,允许比可见光近红外测量更精确地测量近红外由于我们的样本需要反射光测量,因此它对小的低散射小行星以及在所研究的波长范围内具有蓝色光谱斜率的小行星进行了欠采样。我们发现,主带分离成三个不同的组的6%,16%和40%的反射率在3.4微米。相反,4.6 μ m的分布跨越了可能值的整个范围,没有明确的分组。小行星家族在每个家族中显示出3.4 um的窄分布,映射到三个观察到的分组之一,其中(221)Eos家族是与16%反射率3.4 um的Eos组相关的唯一家族。我们发现,来自同时热发射和反射光测量的近红外线反射率是小行星分类学的一个重要指标,可以确定有趣的目标光谱后续行动。
2014-06-25 astro-ph.EP
Analysis of four-band WISE observations of asteroids
我们分析了4420颗小行星的82,548次精心策划的观测,以及宽视场红外巡天探测器(WISE)的四波段数据,以估计直径和红外发射率。我们还使用这些直径值与绝对视觉星等结合来推断可见波段几何视星等的估计。我们为NEOWISE团队未分析的131颗小行星和NEOWISE团队未使用四波段数据分析的1778颗小行星提供解决方案。我们的过程不同于NEOWISE分析,因为它使用精确的太阳通量,将通量与实际的带通响应进行积分,遵守基尔霍夫定律,并且不会强制所有四个波段的发射率值为0.9的任意值。我们使用了正则化模型拟合算法,该算法可以改进数据拟合。我们的结果更接近恒星掩星直径估计比NEOWISE结果的一个因素~2。使用24个高质量的恒星掩星结果作为基准,我们发现,在精心策划的数据集中,四个红外波段直径估计的中位误差为9.3%。我们的研究结果还表明,NEOWISE直径估计值存在大小依赖性偏差,这可能会污染小行星大小分布的估计值,并略微夸大撞击危险风险计算。在这个样本中,超过90%的小行星,绝对视星等的误差是造成星等估计误差的主要原因。
2021-11-16 astro-ph.EP
A revised asteroid polarization-albedo relationship using WISE/NEOWISE data
我们提出了一个重新分析的小行星反射和偏振特性之间的关系,使用来自宽视场红外巡天探测器的反射。我们发现,最好地描述这种关系的函数是一个三维的线性拟合的空间的日志(极化斜率)日志(最小极化)。当投影到两个维度时,拟合的参数与以前的工作中发现的参数是一致的。我们还定义了p* 作为最大偏振变化的量时,相比于dopdo,并提出了最佳拟合dopdo-p * 的关系。一些小行星分类类型在这个三维空间中脱颖而出,特别是E,B和M Tholen类型,而另一些则与S和C复合体相一致。我们注意到,低反照率和小型(D<30 km)小行星在偏振样本中的代表性不足,我们鼓励未来的偏振测量将重点放在这些天体上。
2012-02-10 astro-ph.EP
ATM: An Open-Source Tool for Asteroid Thermal Modeling
我们公开发布ATM,这是一个Python包,旨在对小行星通量测量进行建模,以估计小行星的大小、地面温度分布和发射率。完整的多维后验概率密度函数是使用马尔可夫链蒙特卡罗。该软件包还包括$\sim$ 150,000颗小行星的$\sim$ 250万WISE通量测量数据文件和其他MPC数据,以及带有分析示例的Python编译器笔记本。这里介绍的整个分析,包括所有的图,表和目录,可以很容易地复制这些公开发布的笔记本。我们表明,ATM可以匹配NEOWISE团队(Mainzer et al. 2016)在2016年发表的观测良好的小行星的最佳拟合大小估计值,偏差小于百分之一,分散度仅为6%。我们估计,基于WISE的小行星大小估计的准确性对于大多数物体来说大约在15-20%的范围内。我们还研究了斯隆数字巡天(SDSS)收集的光学数据,并表明光学颜色和基于WISE的最佳拟合模型参数的相关性表明后者的鲁棒性。我们的分析还支持Harris和Drube(2014年)的主张,即可以使用最佳拟合温度参数和红外线反射率来选择候选金属小行星。我们调查的SDSS颜色和光学之间的相关性,来自使用基于WISE的大小估计,并表明,这种相关性可用于估计小行星的大小与光学数据单独,精度约为21%,相对于基于WISE的大小估计。在考虑了系统误差之后,基于红外和光学颜色的尺寸估计之间的精度差异变得小于两倍。(节略)
2019-05-08 astro-ph.EP
Thermophysical modeling of asteroids from WISE thermal infrared data - Significance of the shape model and the pole orientation uncertainties
在利用热物理模型分析小行星的热红外数据时,通常的做法是忽略形状模型和旋转状态的不确定性,因为它们是模型的输入。在这里,我们提出了一种新的方法,调查的重要性,形状模型和极取向的不确定性的热物理建模-变形状TPM(VS-TPM)。我们的方法使用光学光度数据来生成各种形状模型,映射形状和旋转状态的不确定性。然后对所有这些形状模型运行TPM过程。我们应用经典的TPM的实施,以及我们的VS-TPM的凸形模型的几个小行星连同他们的热红外数据获得的美国宇航局的宽视场红外巡天探测器(WISE)和比较的结果。这些表明形状模型和极点取向的不确定性可能非常重要(例如,用于确定热惯性),并应在热物理分析中予以考虑。我们给出了六颗小行星的热物理性质:(624)Hektor,(771)Libera,(1036)Ganymed,(1472)Muonio,(1627)Ivar和(2606)Odessa。
2015-04-16 astro-ph.EP
Preliminary Analysis of WISE/NEOWISE 3-Band Cryogenic and Post-Cryogenic Observations of Main Belt Asteroids
我们目前的初步直径和13511 MBAs,观察期间的3带低温阶段的WISE调查(外部冷冻剂槽被耗尽后),并作为一部分的NEOWISE后低温调查(内部冷冻剂槽被耗尽后)。随着WISE的两个长波长通道中灵敏度的降低或完全丧失,我们拟合的直径和半径的不确定性增加到直径的~20%和半径的~40%。仅使用3.4和4.6 μ m通道的直径拟合被示出依赖于文献光学H绝对星等。这些数据使我们能够增加大MBA已被确定为动态家庭的成员的大小估计的数量。我们目前的热适合14个小行星以前确定为父母的动力家庭,没有观察到在完全低温任务。
2012-09-25 astro-ph.EP
Main Belt Asteroids with WISE/NEOWISE I: Preliminary Albedos and Diameters
我们目前的初步结果,从广域红外巡天探测器(WISE),四波段全天空热红外巡天,产生的数据非常适合测量小行星的物理特性,和NEOWISE增强WISE任务允许详细研究太阳系物体。使用NEATM热模型拟合程序,我们计算了超过100,000个主带小行星的红外热通量直径,误差小于10%。然后,我们将文献中的可见光测量值(以H绝对星等的形式),以确定太阳能电池。利用这些数据,我们调查的主带的直径和直径分布。如前所述,当比较主带的内部、中部和外部时,我们发现平均风速的变化。我们还确认,每个区域的Escherdo分布是强烈的双峰。我们观察到分组的对象与类似的dos在主带的地区与动态破裂的家庭。小行星家族的所有成员通常都表现出一种特征性的相似性,但也有明显的例外。本文是第一次在WISE数据中看到主带小行星,并且只代表了所考虑的人口的初步,观察到的原始大小和分布。这些分布受到NEOWISE数据集固有的调查偏差的影响,并且还不能被解释为描述真实的总体;去偏的大小和Rendo分布将是本系列下一篇论文的主题。
2011-09-19 astro-ph.EP
Characterizing Asteroids Multiply-Observed at Infrared Wavelengths
我们报告了Wright(2007)的热物理模型对WISE和NEOWISE观测到的10颗小行星通量的马尔可夫链蒙特卡罗拟合。当人们在多个时期观测一颗小行星时,这个模型特别有用,因为它利用了不同当地时间和纬度的观点来确定自旋轴和热参数。NEOWISE观测到的许多小行星已经被WISE成像,因此这一概念证明表明有机会使用旋转的环形山热物理模型来确定大量小行星的表面热特性。
2015-09-30 astro-ph.EP
Thermophysical modeling of main-belt asteroids from WISE thermal data
通过Hanus等人(2015)的变形状热物理模型(VS-TPM),考虑到小行星的形状和极的不确定性,我们分析了NASA的WISE卫星获得的约300颗小行星的热红外数据,并推导出凸形模型。我们利用公开的凸形模型和旋转状态作为TPM的输入。对于一百多颗小行星,TPM为我们提供了一个可以接受的热红外数据拟合,使我们能够报告它们的大小,热惯性,表面粗糙度或可见的几何形状。这项工作使具有确定的热物理性质的小行星数量增加了一倍多。在其余情况下,形状模型和极取向的不确定性,比旋度或热物理性质,差的热红外数据或其覆盖范围,阻止了可靠的热物理性质的确定。最后,我们提出的主要结果的统计研究得出的热物理参数在整个人口的主带小行星和小行星家族内。平均而言,我们的尺寸与Mainzer等人(2016)报告的辐射尺寸一致。热惯性随尺度减小而增大,但在D~10-100 km的相似尺度范围内,热惯性值的变化范围很大。我们得到了一些尺寸为10<D<50 km的小行星的意外低的热惯性(<20 SI),表明它们的表面上有非常精细和成熟的风化层。热惯性值似乎是一致的几个碰撞家庭。P<4 h的快速旋转体的热惯性值往往稍大,因此可能没有被细风化层覆盖。这可以解释为,例如,由于离心力造成的细风化层损失,或风化层生产的无效性(例如,通过Delbo等人2014的热裂解机制)。
2018-05-25 astro-ph.EP
Physical properties of B-type asteroids from WISE data
目的:我们的目标是获得更多的信息,B型小行星的物理性质,并通过研究他们的物理特性,从拟合小行星热模型,以他们的美国宇航局的广域红外巡天探测器(WISE)的数据扩展到以前的工作。我们还研究了帕拉斯碰撞的家庭,一个B型家庭与一个中等高的crackdo的对比,绝大多数的B型。研究方法:我们将NEATM和反射太阳光模型相结合应用于WISE小行星数据,以导出有效直径(D)、所谓的红外辐射参数(η)、红外辐射与可见辐射的比值(R_p = p_{IR} /p_V)和可见几何辐射(p_V)。结果如下:我们获得了$\ga$ 100颗B型小行星的参数值,并绘制了p_V、R_p和η的值分布图(p_V = 0.07 ± 0.03 $, R_p = 1.0 +- 0.2, and η= 1.0 +- 0.1). By combining the IR and visible albedos with 2.5-micron reflectances from the literature we obtained the ratio of reflectances at 3.4 and 2.5 micron, from which we found statistically significant indications that the presence of a 3-micron absorption b…
2013-03-22 astro-ph.EP
Determination of size, albedo and thermal inertia of 10 Vesta family asteroids with WISE/NEOWISE observations
在这项工作中,我们调查的大小,热惯性,表面粗糙度和几何粗糙度的10个灶神星家族小行星使用先进的热物理模型(ATPM)的基础上获得的热红外数据,主要是美国宇航局的宽视场红外巡天探测器(WISE)。在这里,我们表明,平均热惯量和几何常数的灶神星家庭成员的调查分别为42 $\rm J m^{-2} s^{-1/2} K^{-1}$和0.314,其中导出的有效直径小于10公里。此外,家族成员在其表面上具有相对低的粗糙度分数。V型灶神星家族成员在热惯量和几何转动惯量上的相似性可能揭示了它们在起源和演化上的密切联系。作为灶神星撞击事件的碎片,族成员可能经历了相似的演化过程,从而导致非常接近的热性质。最后,我们估计了不同体积填充因子下的风化层粒度。
2020-04-21 astro-ph.EP
Limiting behavior of asteroid obliquity and spin using a semi-analytic thermal model of the YORP effect
Yarkovsky-O 'Keefe-Radzievskiii-Paddack(YORP)效应控制着小行星的自旋演化。YORP的轴向分量改变了小行星的旋转速率,它基本上与小行星的热惯性无关,而热惯性分量对小行星的热模型非常敏感。在这里,我们开发了一个半解析理论的YORP的结晶度分量。我们整合了一个近似的热模型在一个小行星的表面,并找到一个解析表达式中的两个YORP系数方面的qualitycomponent。这种方法使我们能够研究小行星自转状态的整体演化,并推广了以前在零热惯性情况下得到的结果。所提出的理论还解释了如何一个非零的组成部分的YORP起源,即使是一个对称的小行星,由于其有限的热惯性。在许多情况下,这导致小行星的赤道面与它们的轨道面对齐。研究的非平凡行为的YORP作为一个功能的热模型允许一种新的旋转平衡,这可能有重要的小行星的演化后果。
2021-04-23 astro-ph.EP
Observed asteroid surface area in the thermal infrared
热红外观测和小行星形状模型的迅速积累导致了对热物理建模的兴趣增加。这些红外观测中的大多数都没有得到解决。我们认为小行星的表面积的一小部分,有助于大部分的热通量的两个模型小行星的不同形状的热参数的范围内。在红外线中观察到的表面通常比在可见光波长中观察到的区域更分散,这表明对形状的高灵敏度。对于热参数值较低的物体,表面的一小部分贡献了大部分的热发射通量。通过计算观测面积,可以利用小行星的非分辨观测数据制作空间分辨热惯性图。
2016-12-06 astro-ph.EP
Thermophysical Modeling of 20 Themis Family Asteroids with WISE/NEOWISE Observations
Themis家族是主带中最大和最古老的小行星群之一。水冰可能广泛存在于母体(24)忒弥斯。在这项工作中,我们采用先进的热物理模型,以及从美国宇航局的宽视场红外探测探测器中红外测量,探索热参数的20忒弥斯家庭成员。这里我们证明了平均热惯量和几何惯量分别为~ $39.5\pm26.0 ~\rm J m^{-2} s^{-1/2} K^{-1}$和$0.067\pm0.018$。家族成员在其表面上具有相对中等的粗糙度分数。我们发现Themis成员的相对较低的反射率与B型和C型小行星的典型值一致。如前所述,Themis家族具有非常低的热惯性,这表明其表面具有精细且成熟的风化层。Themis成员的热惯性和几何相似性可能揭示了它们在起源和演化上的密切联系。此外,我们给出了几个主要家庭的热参数的比较结果。
2021-05-17 astro-ph.EP
Thermophysical properties of near-Earth asteroid (341843) 2008 EV5 from WISE data
目标。推导2008 EV $_5$(马可波罗-R任务建议的基线目标)的热惯性,并推断其表面颗粒大小的信息。方法.热惯性值是通过将小行星热物理模型与美国宇航局的广域红外巡天探测器(WISE)红外数据拟合获得的。从约束的热惯性和模型的热导率,占不同的值的包装分数(一种措施的压实程度的风化层颗粒),晶粒尺寸的推导。结果我们得到了一个有效直径$D = 370 \pm 6\,\mathrm{m}$,几何可见的自旋$p_V = 0.13 \pm 0.05$(假设$H=20.0 \pm 0.4$),和热惯性$Γ= 450 \pm 60$ J/m2/s(1/2)/K在1- $σ$水平的显着性,其逆行自旋极的解决方案。对于低压实度,风化层颗粒半径为$r = 6.6^{+1.3}_{-1.3}$ mm;对于最高堆积密度,风化层颗粒半径为$r = 12.5^{+2.7}_{-2.6}$ mm。
2013-10-24 astro-ph.EP
Thermophysical Investigation of Asteroid Surfaces I: Characterization of Thermal Inertia
小行星的热惯性是风化层热物理特性的一个指标,由表面颗粒的大小决定。以前的小行星热物理模型研究已经确定或建议,对象的大小,旋转周期和日心距离(温度的代理)作为重要的因素,分别影响热惯性。在这项工作中,我们提出了新的热惯性239小行星和模型的所有三个因素的多变量模型的热惯性。使用多历元的红外数据的一个大的(239)一组对象观察到的WISE,我们推导出的大小,热惯性,表面粗糙度,并使用热物理建模方法,不需要一个对象的形状或自旋轴方向的先验知识的自旋感。我们的热惯性结果与文献中类似大小的小行星的先前值一致,并且我们在主带小于8公里的小行星中发现了过量的逆行旋转体。然后,我们结合我们的研究结果与热惯性从文献中构建一个多变量模型和量化的依赖小行星直径,旋转周期,和地面温度。这一多变量模型考虑到了三个独立变量之间的相互依存关系,确定小行星直径和地面温度是对热惯性的强有力控制因素。
2021-07-13 astro-ph.EP
An Investigation of the Ranges of Validity of Asteroid Thermal Models for Near-Earth Asteroid Observations
大多数已知的小行星直径是从热红外观测中得出的。直径是使用小行星热模型推算出来的,这些模型近似于小行星的地面温度分布,并将测得的热红外通量与依赖模型的预测进行比较。最常用的热模型是近地小行星热模型(NEATM),它通常被认为优于其他模型,如快速旋转模型(FRM)。我们研究的适用性NEATM和FRM的热红外观测的近地天体使用合成小行星的属性的基础上,真正的近地小行星(NEA)人口。我们发现NEATM在大多数情况下比FRM提供更准确的直径和曲率,只有少数例外。模拟结果几乎不受物体物理性质的影响,但我们发现太阳相位角对模拟结果有很大的影响。我们的结论是,NEATM提供了统计上更强大的直径估计在太阳相位角小于65 °观测到的近地小行星,而FRM提供了更强大的直径估计太阳相位角大于65 °。我们估计,到目前为止,所有NEA直径和平均直径的不到5%受到与典型热模型不确定性相同数量级的系统效应的影响。我们提供了统计校正函数的直径和使用NEATM和FRM作为太阳相位角的函数导出的太阳能。
2018-01-11 astro-ph.EP
Revising the age for the Baptistina asteroid family using WISE/NEOWISE data
我们已经使用数值程序来模拟Baptistina家族的演化,以限制其年龄,根据宽视场红外巡天探测器对家族成员的直径和直径的新测量。我们还研究了不同的假设的物理和轨道参数的最佳拟合年龄的影响。我们发现,物理上允许的范围内的密度和热导率的假设值引起了很大的不确定性的演变速度。当考虑到家庭成员的物理参数的现实不确定性时,我们发现最合适的年龄可以落在140-320百万年的范围内。如果没有更多的信息的物理属性的家庭成员,这是很难放置一个更坚定的限制Baptistina的年龄。
2012-09-07 astro-ph.EP
The Albedo Distribution of Near Earth Asteroids
2010年的低温WISE任务对小行星极为敏感,对探测暗天体没有偏见。WISE在全低温任务期间观测到的428颗近地小行星(NEAs)的轨道可以用两个Rayleigh分布之和的三参数函数很好地拟合。对于负值,瑞利分布为零,对于正值x,瑞利分布遵循$f(x) = x \exp[-x^2/(2σ^2)]/σ^2$。峰值在x=σ处,因此位置和宽度是联系在一起的。这三个参数是暗总体中的对象的分数、暗峰的位置和较亮峰的位置。我们发现,25.3%的小行星观测到的WISE是在一个非常黑暗的人口在$p_V = 0.03$峰值,而其他74.7%的小行星观测到的WISE是在一个中等黑暗的人口峰值在$p_V = 0.168$。这种双峰分布的一个后果是,国会要求找到90%的直径大于140米的近地小行星,而测量到H=22等则无法满足这一要求,因为一颗直径为140米的小行星在非常暗的峰值处的H=23.7等,而超过10%的近地小行星的暗度超过p_V = 0.03。
2016-06-23 astro-ph.EP
Thermal Tomography of Asteroid Surface Structure
了解小行星表面的热惯性可以提供对表面结构的深入了解:多孔材料的热惯性比岩石低。我们开发了一种方法来估计小行星的热惯性值,并用它来表明,热惯性出现的情况下,主带小行星(MBA)的自旋周期增加。在对近地天体进行热物理建模的基础上发现了类似的行为。我们解释了我们的研究结果,在快速增加的材料密度和热导率与深度,并提供证据表明,热惯性增加的10倍(MBA)到20(近地天体)的深度仅为10厘米。我们的研究结果与小行星最上层风化层物质性质迅速变化的一般情况相一致,并对计算Yarkovsky效应具有重要意义,包括其对潜在危险物体轨道的扰动和解体事件后小行星家族成员轨道的扰动。热惯性随深度迅速增加的证据也是行星防御中撞击飞行器(“动能撞击器”)喷射物增强动量转移研究的一个重要结果。
2016-08-24 astro-ph.EP
Asteroid thermophysical modeling
小行星热物理建模领域在过去十年中经历了非凡的增长,因为可以获得数十万小行星的新的热红外数据。小行星的红外辐射取决于天体的大小、形状、旋度、热惯性、粗糙度和旋转特性。因此,这些参数可以通过红外数据的热物理建模得到。热物理模型得出了小行星大小的估计,这些估计在后来的航天器访问中得到了确认。我们讨论了仪器的进步,现在允许中红外干涉观测以及高精度分光光度法,提出了自己的一套热modelingchallenges.We提出的热惯量,小行星土壤的性质的敏感指标,使我们能够,例如,确定小行星风化层的粒度研究取得的重大突破。热惯性也支配着对小行星轨道的非重力影响,因此需要建立热物理模型,以便进行精确的小行星动力学研究。来自太阳的小行星、流星体和彗星的辐射加热也控制着地表物质的热应力;直到最近才被认为是一个重要的风化过程。目前,所有主要航天机构都在研究使用热红外仪器的小行星空间飞行任务。这将需要高度复杂的热物理模型,以便分析高质量的航天器数据。
2015-08-23 astro-ph.EP
Asteroid Thermal Inertia Estimates from Remote Infrared Observations: The Effects of Surface Roughness and Rotation Rate
小行星表面的热惯性可以提供对风化层性质的深入了解,例如是否存在一层细尘、岩石表面的密度和导热性,以及与其他观测数据一起提供矿物学方面的信息。了解小行星的表面特征对于行星防御举措和资源开采(“小行星采矿”)十分重要。Harris和Drube提出了一种估算小行星热惯性的简单方法,该方法适用于大量热红外观测数据,如红外空间望远镜获得的数据。我们比较结果从哈里斯-Drube估计与最近公布的小行星的热惯性值从详细的热物理模型,并提供了一个解释减少表面粗糙度的一些不一致的结果。覆盖着细小尘埃的光滑表面可以解释一些缓慢旋转的主带小行星(MBA)的热物理模型得出的热惯性值出乎意料的低。在近地天体(NEO)的情况下,我们表明,从估计的结果与热物理建模,只有少数例外。我们讨论的特殊情况下,近地天体(101955)Bennu,(162173)Ryugu和(29075)1950 DA的背景下,从我们的估计结果。鉴于热物理建模的数据要求和复杂性,基于相对简单概念的数据分析工具可在“快速”评估小行星特别是近地天体的热红外数据方面发挥重要作用。
2020-10-05 astro-ph.EP
Thermophysical Model Development for Hera Mission to Simulate Non-Gravitational Acceleration on Binary Asteroid
本文开发了小行星动力学模拟器Astroshaper的热物理建模功能,用于计算表面温度分布并预测热辐射引起的非引力加速度,以支持Hera等探测任务并研究小行星的动力学演化。
2023-09-07 astro-ph.EP
Surface Properties of Asteroids from Mid-Infrared Observations and Thermophysical Modeling
这项工作的主题是小行星的物理特性,重点是近地小行星的热惯性。热惯性支配着Yarkovsky效应,这是一种非重力作用,可显著改变直径不超过\sim 20公里的小行星的轨道。然而,以前对包括近地小行星在内的小行星的热惯性知之甚少。观测和理论工作的报告。使用斯皮策空间望远镜和3.0米红外辐射跟踪滤波器在中红外(5-35微米)波长范围内观测到了小行星的热辐射。详细的热物理模型(TPM)已经开发和广泛的测试,这是第一个详细的TPM显示适用于NEA数据。我们的主要结果是确定5个近地小行星的热惯性,增加了近地小行星的总数量与测量的热惯性到6。对于我们的两个目标,以前可用的估计是完善的。我们的研究结果首次确定了近地小行星的典型热惯性,约为300 J s^{-1/2} K^{-1} m^{-2},比大型主带小行星的典型热惯性大一个数量级以上。特别是,热惯性似乎随着小行星直径的减小而增加。我们的研究结果已被同事估计的Yarkovsky效应的大小依赖,从而解释了明显的差异,在大小频率分布的NEAs和类似大小的MBA。热惯性是表面上存在或不存在颗粒材料的非常敏感的指标。我们的研究结果表明,即使是次公里的小行星覆盖着粗糙的风化层。
2012-08-20 astro-ph.EP
WISE/NEOWISE Multi-Epoch Imaging of the Potentially Geminid-related Asteroids: (3200) Phaethon, 2005 UD and 1999 YC
我们提出了基于空间的热红外观测推测双子座相关的小行星:(3200)法厄同,2005 UD和1999 YC使用WISE/NEOWISE。在4个波长带3.4 $μ$ m(W1)、4.6 $μ$ m(W2)、12 $μ$ m(W3)和22 $μ$ m(W 4)下拍摄图像。我们没有发现证据表明,在十年的多历元数据集的小行星持久的质量损失。我们设定了一个尘埃质量损失率的上限,对于法厄同,Q<2 kg s $^{-1}$,对于2005 UD和1999 YC,分别为<0.1 kg s $^{-1}$,与观测到的日心距离R=1.0 $-$ 2.3 au的依赖性很小。对于法厄同来说,即使双子座星系流的最大质量损失持续了1000(s)年的动力学年龄,它也要小两个数量级以上,不能提供所报告的星系流质量(1 e 13 $-$ 14 kg)。在R=2.3au处没有探测到与Phaethon相关的尘埃尾迹(双子座流),对应的光学深度上限为$τ$ <7 e-9。此外,没有发现半径r<650米的同向运动小行星,DESTINY+尘埃分析仪在距离法厄同很远(>50,000公里)时,能够探测到数颗10 $μ$米大小的行星际尘埃粒子。从2005年UD开始,如果质量损失率持续超过白昼六弦子流星体流的10,000年动力学年龄,流星体流的质量将为~ 1 e10 kg。1999年YC的图像既没有显示出相关的尘埃轨迹($τ$ <2 …
2022-08-25 astro-ph.EP
Investigation of Thermal Inertia and Surface Properties for Near-Earth Asteroid (162173) 1999 JU3
为了获得隼鸟2号采样返回任务中将要访问的目标小行星(162173)1999 JU3的表面物理和热性质的大量信息,利用先进的热物理模型(ATPM)估算了其表面可能的热惯性分布,并推断了其表面物质的主要物质组成。此外,还推导出了有效直径和几何半径分别为$D_{\rm eff}=1.13\pm0.03\rm~km$和$p_{\rm v}=0.042\pm0.003$,平均热惯量约为$(300\pm50)\rm~J\cdot m^{-2}\cdot s^{-0.5}\cdot K^{-1}$。根据得到的热惯量分布,我们推断目标小行星表面的大部分区域可能被松散的物质覆盖,如岩屑、沙子等,但在很小的区域内可能存在少量裸露的岩石。从这个意义上说,隼鸟2号的样品返回任务是可行的,当它成功执行时,必将为小行星的研究带来重要的科学信息。
2018-05-14 astro-ph.EP
Properties of Near-Sun Asteroids
太阳附近的小行星可以达到平衡温度,足以通过热断裂、干燥和水合硅酸盐的分解引起表面改性。我们目前的光学观测的9个小行星近日点<0.25 AU(太阳下的温度大于/等于800 K)采取寻找热修改的证据。我们发现,这些对象的宽带颜色是不同的,但统计上无法区分的行星穿越小行星近日点附近1 AU。此外,从近日点拍摄的这些天体的图像显示,没有证据表明可能由于表面的热分解而导致的持续质量损失(取决于模型的极限大约小于/等于1千克/秒)。我们的结论是,虽然热改性可能是近太阳小行星衰变和产生碎片的一个重要过程,但我们的新数据没有提供证据。
2013-03-11 astro-ph.EP
Evidence of a metal-rich surface for the asteroid (16) Psyche from interferometric observations in the thermal infrared
我们描述了利用甚大望远镜干涉仪的中红外干涉仪(WIR)进行的干涉观测首次确定M-型小行星(16)Psyche的热特性和大小。我们使用热物理模型来解释我们的干涉数据。我们的分析表明,Psyche具有较低的宏观表面粗糙度。使用Kaasalainen等人(2002,Icarus 159,369-395)获得的凸三维形状模型,我们推导出(16)Psyche的体积等效直径为247 +- 25 km或238 +- 24 km,取决于表面粗糙度的可能值。我们相应的热惯量估计为133或114 J.m-2.s-0.5.K-1,总的不确定度估计为40 J.m-2.s-0.5.K-1。它们是有史以来对这种大小的小行星测量的最高热惯性值之一。我们认为这是小行星(16)Psyche表面富含金属的新证据。
2013-06-11 astro-ph.EP
Size and Albedo Constraints for (152830) Dinkinesh Using WISE Data
本文利用WISE红外数据对主带小行星Dinkinesh进行孔径测光与热建模,测定其直径约0.76 km、反照率约0.27,表明其为典型S型石质小行星,为Lucy任务飞越提供重要预研约束。
2023-09-22 astro-ph.EP
Evidence of surface heterogeneity on active asteroid (3200) Phaethon
热红外辐射和热物理模拟技术是破译小行星表面性质的有力工具。近地小行星(3200)法厄同是一颗近日点距离非常小的活跃小行星,很可能是双子座流星雨的源头。我们估计和解释这个非凡的小行星的热惯性使用的观测跨越十个不同的目击。在这些目击热惯性的变化是不一致的预期温度依赖的热惯性从风化层内的辐射热传递理论。因此,我们测试是否可以解释的变化,在热惯性的基岩和两个空间异质性的情况下,通过模拟风化层。我们发现,Phaethon的南北半球具有明显不同的热物理性质的模型可以充分解释这里确定的热惯性。特别是,我们发现,位于纬度-30度和+10度之间的边界分离细粒南半球的北半球,主要是粗粒风化和/或高覆盖率的多孔巨石。我们讨论了与法厄同的活动和潜在的关联与2005年UD的影响。
2022-07-19 astro-ph.EP
Investigation of Systematic Bias in Radiometric Diameter Determination of Near-Earth Asteroids: the Night Emission Simulated Thermal Model (NESTM)
近地小行星热模型(NEATM,Harris,1998年)已证明是确定辐射直径的可靠的简单热模型。然而,NEATM假设小行星夜晚一侧的热辐射为零。我们研究如何影响最佳拟合的光束参数,高估的有效直径和低估的大相位角,测试NEATM从模拟小行星表面产生的热红外通量具有不同的热惯性。我们比较NEATM雷达直径,发现NEATM高估的直径时,波束参数是适合多波长观测和低估的直径时,使用默认的波束参数。介绍了夜间排放模拟热模式(NESTM)。NESTM将夜侧温度建模为最高日侧温度的等纬度分数(f)(针对NEATM计算的最高温度,其中波束参数= 1)。不同的热参数,这取决于热惯性的f的范围。NESTM直径与NEATM和雷达直径的比较表明,NESTM可以减少高估直径的系统偏差。建议采用假定热惯性= 200 S.I.的NESTM。当太阳相位角大于45度时,采用单位作为默认模型。
2009-05-11 astro-ph.EP
Thermal radiation pressure as a possible mechanism for losing small particles on asteroids
上下文最近对包括(3200)法厄同在内的活跃小行星的尘埃喷射的观测引起了行星天文学家的极大兴趣,他们研究小行星上小尘埃颗粒的产生和去除。目标。在这项工作中,我们的目标是调查的重要性,热辐射压力从小行星风化层(AR)作用于小尘埃颗粒表面的AR。特别是,我们的目标是了解热辐射在近太阳环境中的作用。方法.除了小行星的旋转和引力场外,我们还描述了辐射场(太阳直射、反射(散射)太阳和热辐射)内AR上粒子的加速。使用米氏理论是因为感兴趣的粒子具有与热波长(~1-100 μm)相当的尺寸,因此几何近似不适用。一套新的形式主义的目的是开发。结果研究发现,当小行星处于近日环境(日心距rh < 0.8 au)时,球半径< 1 μm ~10 μm的粒子的加速主要由来自AR的热辐射决定。在热辐射占主导地位的情况下,净加速度朝向空间,即从AR向外。这种向外的加速度对于半径约为1 μm的粒子是最强的,而不考虑其他参数。利用类法厄同模型的初步轨道积分表明,这种粒子在大约10分钟内从引力场逃逸。我们的结果与以前对法厄同的观测研究一致,因为喷出的尘埃粒子具有约1 μm的球形半径。
2021-08-09 astro-ph.EP
Thermophysical Investigation of Asteroid Surfaces II: Factors Influencing Grain Size
小行星表面经受机械风化过程,导致风化层的发展和演变。两个拟议的机制-冲击轰击和热疲劳-已被提议为可行的和主要的风化过程。在此之前,我们编制和估计了数百颗小行星(大部分在主带)的热惯性,并确定了它们对温度、直径和旋转周期的依赖性。在这项工作中,我们估计从这个大的热惯性数据集使用热导率模型的小行星风化层的粒度。在我们之前的工作之后,我们对粒度数据集进行多变量线性模型拟合,并量化其对直径和旋转周期的依赖性。我们发现,最佳拟合模型拟合表明,小行星颗粒大小与小于10公里的小行星的物体大小成反比,并且在此大小截止值以上没有表现出任何关系。当旋转周期大于~5 hr时,旋转周期与粒度成正相关,小于5 hr时,旋转周期与粒度成负相关。我们认为,冲击风化和热疲劳是重要的风化机制。此外,我们运行事后的t-检验光谱组之间,以确定我们的小行星集之间的组成差异。值得注意的是,疑似富含金属的M型和E型小行星的颗粒尺寸大于预期,P型小行星的颗粒明显小于其他类型
2022-03-16 astro-ph.EP
Instantaneous thermally-driven erosion can explain dearth of dark near-Sun asteroids
Luleå University of Technology(吕勒奥理工大学);University of Helsinki(赫尔辛基大学)
研究通过真空实验表明,太阳辐射可快速破坏CI陨石模拟物,解释了近日点距离小于0.2天文单位的暗色碳质小行星的匮乏。
2026-01-12 astro-ph.EP
Eclipsing Binary Trojan Asteroid Patroclus: Thermal Inertia from Spitzer Observations
利用斯皮策空间望远镜上的红外光谱仪(IRS),首次对L5-Trojan系统(617)Patroclus-Menoetius进行了中红外(8-33 μ m)观测,在两次阴影事件之前、期间和之后,有效地实时观测到小行星地面温度的变化,从而可以非常直接地确定其热惯性。一个新的详细的二元热物理模型,该模型考虑了系统的已知的相互轨道,任意组件的形状,以及在日食的存在下的热传导。我们得到两个局部热惯性值,代表各自的阴影区域:21+/14 MKS和6.4+/-1.6 MKS。平均热惯性估计为20+/-15 MKS,可能具有显著的表面异质性。这是特洛伊小行星的第一次热惯性测量,表明其表面覆盖着精细的风化层。帕特洛克罗斯和梅诺提乌斯的直径分别为106 +/-11和98+/-10公里,与先前的发现一致。结合已知的系统总质量,这意味着它的体积质量密度为1.08 +/-0.33 g/cm 3,明显低于L4-特洛伊小行星(624)Hektor的质量密度,并表明它的体积组成主要是水冰。
2009-08-27 astro-ph.EP
WISE/NEOWISE Observations of the Hilda Population: Preliminary Results
我们提出了1023个已知的小行星在希尔达地区的太阳系观测的广域红外巡天探测器(WISE)的NEOWISE组件的初步分析。希尔达斯观测到的大小范围从$\sim 3 - 200$公里。我们没有发现其他项目报告的大小依赖性。我们的样本的平均值较低,加权平均值为$p_V = 0.055\pm0.018$,适用于NEOWISE调查抽样的所有尺寸。我们观察到一个显着的分数的对象在两个已知的碰撞家庭中的希尔达人口。结果表明,Hilda碰撞族比一般族亮,加权平均消光系数为$p_V = 0.061\pm0.011$,且以D型小行星为主; Schubart碰撞族较暗,加权平均消光系数为($p_V = 0.039\pm0.013$).利用反射的太阳光在两个最短的WISE带通,我们能够推导出一种方法的分类学分类的$\sim 10%$的Hildas探测到的NEOWISE调查。对于直径大于30公里的希尔达斯,有$67^{+7}_{-15}%$ D-型小行星和$26^{+17}_{-5}%$ C-/P-型小行星(其中大多数是P-型)。
2011-10-03 astro-ph.EP
Thermal Model Calibration for Minor Planets Observed with WISE/NEOWISE
借助广角红外巡天探测器(WISE; Wright et al. 2010),我们已经观测到超过157,000颗小行星(Mainzer et al. 2011)。其中包括一些近地天体、主带小行星和不规则卫星,它们通过雷达、掩星和现场成像具有良好的物理特性。我们已经使用这些对象来验证使用WISE测量的热模型的模型,以及Wright等人(2010)中导出的四个WISE带通作为有效温度的函数的颜色校正。我们已经使用了50个物体的直径测量雷达,掩星或原位成像的特点隐含的系统误差使用WISE数据与面球面NEATM模型计算直径和dos。通过使用之前测量的直径和H星等与球形NEATM模型,我们计算预测通量后,应用Wright等人(2010)在WISE波段给出的颜色校正,并将它们与测量的星等进行比较。我们发现最小的系统通量误差为5- 10%,产生最小的相对直径和最小的误差分别为~10%和~ 20%。计算了这些天体的可见光反射率,并与3.4和4.6微米的可见光反射率进行了比较,后者包含了大多数小行星反射的阳光和热辐射的混合物。我们推导出太阳下温度和有效温度之间的线性关系,这使得Wright等人(2010)中给出的颜色校正可以通过仅计算太阳下温度而不是小面的热模型来用于小行星。在本文中推导出的热模型并不打算取代以前的测量使用雷达或航天器成像,而是,我们用它们来描述的错误,应该预期计算直径和WISE小行星…
2011-05-05 astro-ph.EP
Predicting the Accuracy of Asteroid Size Estimation with Data from the Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time
最近的工作表明,SDSS颜色和光学相干度之间的相关性可用于仅从光学数据估计小行星的大小。我们重新审视SDSS的颜色和小行星的光学反射率之间的相关性,使用基于WISE的大小估计得出的反射率。Moeyens,Myhrvold \& Ivezić(2020)表明,这种相关性可以单独使用光学数据来估计小行星的大小,相对于基于WISE的大小估计,精度约为17%。在这里,我们提出了几个更复杂的数据驱动的模型的变化的光学光度与颜色和估计的贡献SDSS光度误差的光度和大小估计的不确定性。我们使用我们的分析结果来预测,LSST数据将使小行星的大小精度约为15%,相对于基于WISE的大小估计。与基于WISE的尺寸估计的15- 20%的准确度相比,光学尺寸估计的隐含准确度在21- 25%的范围内,因此仅差1.3至1.4倍。这种尺寸估计精度明显优于通常假设的光学数据,这是由于现代数字天空调查提供的准确和均匀的多波段测光。
2020-12-05 astro-ph.EP astro-ph.IM
Asteroid shapes and thermal properties from combined optical and mid-infrared photometry inversion
光学光变曲线可以用来重建小行星的形状和自旋。由于未知的参数,这些模型是无标度的。当热红外数据可用时,它们可用于缩放形状模型,并通过应用热物理模型来导出表面的热物理性质。我们介绍了一种新的方法,同时反演的光学和热红外数据,使小行星的大小,以及它的形状和自旋状态。该方法通过基于梯度的优化来优化所有相关参数(形状及其尺寸、自旋状态、光散射特性、热惯性、表面粗糙度)。通过求解一维热扩散方程来计算热发射。需要校准的光学光度测量和不同波长的热通量作为输入数据。我们证明的可靠性和测试的方法对选定的目标与不同数量和质量的数据的准确性。我们的结果一般同意由独立的方法得到的。将光学和热数据结合到一个反演方法中,为利用WISE数据处理大型光学巡天测光提供了新的可能性。它还提供了更现实的热物理参数的误差估计。
2017-06-05 astro-ph.EP
Physical characterisation of near-Earth asteroid (1620) Geographos. Reconciling radar and thermal-infrared observations
Yarkovsky(轨道漂移)和YORP(自旋状态变化)效应在小行星的动力学和物理演化中起着重要的作用。对这些观测到的效应和热红外观测进行热物理建模,可以对单个小行星进行详细的物理定性。我们对近地小行星(1620)Geographos进行了详细的物理表征,它是一个潜在的流星流源和前航天器目标,使用的技术与Rozitis等人(2013)之前使用的技术相同。我们使用先进的热物理模型(ATPM)上公布的光变曲线,雷达和热红外观测,以限制Geographos的热物理性质。衍生的属性是用来进行详细的预测Yarkovsky轨道漂移和YORP旋转加速度,然后与已发表的测量结果进行比较,以确定Geographos的体积密度。我们发现Geographos的热惯性为340 + 140/-100 J m-2 K-1 s-1/2,粗糙度分数> 50%,当使用光变曲线导出的形状模型时,体积密度为2100 + 550/-450 kg m-3,雷达导出的最大赤道直径为5.04 +/-0.07 km。同时还发现,雷达观测由于其近赤道的视角而高估了Geographos形状模型中的z轴。如果在模型拟合中保持其有效直径不变,这将导致与热红外观测的拟合较差。Geographos的热惯量略高于其大小的近地小行星的典型值,其体积密度表明其内部结构为碎石堆。形状模型z轴的巨大不确定性可能解释了为什么雷达和热红外观测有时对其他小…
2014-07-08 astro-ph.EP
Rectified Asteroid Albedos and Diameters from IRAS and MSX
从IRAS和MSX小行星测光表中选出的1517颗主带小行星的校正直径和最大直径估计值是根据更新的红外热模型、标准热模型(STM)和近地小行星热模型(NEATM)以及蒙特卡罗模拟得出的,使用的是小行星中心(MPC)新编制的受掩星和雷达导出参数约束的绝对星等(H值)。NEATM方法产生了更稳健的$p_{v}$(NEATM平均值)$=0.081 \pm 0.064$的$p_{v}$(NEATM平均值)估计值。选定小行星的小行星集束参数($η$)的平均值为$1.07 \pm 0.27$,而$η$的平滑分布表明,这一参数与小行星的组成等特性无关。由于尺寸依赖性旋转速率,$η$没有明显趋势。作为分类类型函数的导出的$η$的比较表明,S-型和C-型小行星的聚束参数值在聚束参数总体的标准差内是相同的。
2010-06-22 astro-ph.EP
Determination of physical properties of the asteroid (41) Daphne from interferometric observations in the thermal infrared
本文描述了用甚大望远镜干涉仪(VLTI)的中红外干涉仪(WIR)在热红外波段对小行星(41)达芙妮(Daphne)的干涉观测。利用热物理模型(TPM)首次推导出(41)达芙妮的大小和表面热性质,并将其用于干涉测量数据的解释。从我们的TPM分析中,我们使用从光学光变曲线和自适应光学图像推导出的非凸三维形状模型,推导出(41)达芙妮的体积等效直径为189 km(B.携带,私人通信)。另一方面,当使用Kaasalainen等人(2002. Icarus 159,369-395),根据表面粗糙度,(41)达芙妮的体积当量直径在194和209 km之间。在TPM分析中,小行星的形状被用作先验信息。不会尝试根据数据调整形状。只有小行星的大小及其热参数(热惯性、热惯性和粗糙度)根据数据进行了调整。我们估计我们的模型系统的不确定性是4%和7%的小行星体积当量直径的确定取决于是否使用非凸或凸的形状,分别。在热性能方面,我们推导出小于50 J m-2 s-0.5 K-1的表面热惯性的值,并且优选地在0和30 J m-2 s-0.5 K-1之间的范围内。我们的TPM分析还表明,达芙妮具有中等的宏观表面粗糙度。
2011-08-12 astro-ph.EP
Near-infrared thermal emission from near-Earth asteroids: Aspect-dependent variability
在这里,我们探讨了一种技术,用于约束近地小行星(NEAs)的物理特性的基础上的变化,在热辐射作为一个功能的观看方面。我们目前的案例研究的低轨道,近地小行星(285263)1998 QE 2和(175706)1996 FG 3。近地小行星热模型用于拟合近红外(0.8 - 2.5微米)光谱数据中的热发射特征。这种分析代表了系统的研究,在近红外作为相位角的函数的热变化。QE 2的观测结果意味着,从多个观测几何结构中仔细定时的观测可以用来约束物理性质,如逆行与逆行极取向和热惯性。FG 3的结果是更加模糊的检测到的热变化可能是由于系统的问题与NEATM,一个意想不到的旋转状态,或表面是光谱和热异质性。这项研究突出了潜在的诊断重要性的高相位角热测量对双方的反对。我们发现,NEATM的热聚束参数来自我们的近红外数据往往是10个百分点的顺序高于参数的合奏分析较长波长的数据集。然而,系统的比较NEATM适用于数据在不同的波长制度是必要的,以了解这种偏移是否只是一个小的数字统计或内在的限制NEATM时,适用于近红外数据的反射。由于这里提供的样本很小,目前还不清楚近红外波长的NEATM建模是否可以鲁棒地确定物理特性,如极取向和热惯性。
2016-11-10 astro-ph.EP
Multiple Asteroid Systems: Dimensions and Thermal Properties from Spitzer Space Telescope and Ground-Based Observations
在斯皮策观测期间,还获得了其中14颗的光度光变曲线,以提供观测的背景和对其绝对星等的可靠估计。提取的中红外光谱进行了分析,使用修改的标准热模型(STM)和热物理模型(TPM),考虑到在斯皮策观测时的大的主的形状和几何形状。我们得出了这些小行星的大小,辐射和光束因子的可靠估计,代表三个主要的分类组:C,S和X。对于大的(体积当量系统直径Deq $\lt$ 130公里)双星小行星,TPM分析表明其热惯性较低($Γ$ < $\sim$ 100 J s-1/2 K-1 m-2),其发射率谱显示出强烈的矿物特征,这意味着它们覆盖着一层厚的隔热风化层。较小的小行星(表面等效系统直径Deff $\lt$ 17公里)也显示出一些矿物的发射谱线,但与较大的双星小行星相比,这些矿物的发射谱线明显较弱,与颗粒较粗的风化层一致。这些多重小行星的平均体积密度从0.7-1.7克/立方厘米(P型、C型)到$\sim$ 2克/立方厘米(S型)不等。估计M型(22)Kalliope的密度最高(3.2 $\pm$ 0.9 g/cm 3)。作为补充文件提供的光谱能量分布和发射率光谱可有助于限制这些小行星的表面组成。
2016-04-19 astro-ph.EP
Thermal properties of large main-belt asteroids observed by Herschel PACS
非分辨热红外观测有助于研究小行星表面的热特性和物理特性,条件是通过热物理模型很好地确定目标的形状和旋转特性。我们使用校准程序赫歇尔PACS数据(70,100,160 $μ$ m)和国家的最先进的形状模型来自自适应光学观测和/或光学光变曲线,以限制第一次的12个大的主带小行星的热惯性。我们还模拟了以前特征良好的目标,如(1)谷神星或(4)灶神星,因为它们构成了重要的基准。使用比例作为自由参数,大多数目标需要重新缩放$\sim$ 5\%,与给定绝对校准误差条的预期一致。这构成了一个很好的交叉验证的缩放形状模型,虽然一些目标需要更大的重新缩放,以重现红外数据。我们得到了典型的大型主带小行星的低热惯性研究之前,这继续支持的概念,这些表面覆盖着细粒绝缘风化层。虽然PACS观测到的波长是主带小行星的发射峰值的方向,但它们被证明对限制小行星的大小和热惯性非常有价值,而且对表面粗糙度不太敏感。最后,我们还提出了一个图形化的方法来帮助检查如何不同的值的指数用于缩放作为日心距离(即温度)的函数的热惯性影响我们的解释的结果。
2020-05-04 astro-ph.EP
Analytic theory for the tangential YORP produced by the asteroid regolith
切向YORP效应是小行星表面结构不对称热辐射产生的辐射压力扭矩。作为这样的结构,以前的作品认为不同形状的巨石躺在小行星的表面。我们研究了小行星风化层粗糙界面产生的切向YORP。我们建立了一个近似的解析理论的热传导在一个稍微不平坦的正弦曲面。我们分析了小行星(162173)Ryugu的小尺度形状的公开数据,并估计了由于表面粗糙度引起的切向YORP。我们推导出一个解析公式,表示在其几何和热性质的正弦曲面的TYORP。TYORP是最大的热参数的顺序的统一和形状的不规则性的顺序的热波长。将该方程应用于Ryugu预测TYORP,其比其正常的YORP效应大5-70倍。小尺度风化层粗糙度对小行星的YORP效应的贡献可以与漂砾产生的正常YORP和切向YORP相媲美。同样的理论可以描述小行星巨石上的粗糙度,从而为先前考虑的巨石产生的TYORP增加了一个新的术语。
2022-03-29 astro-ph.EP
Space-Based Thermal Infrared Studies of Asteroids
事实证明,在中红外波长下进行大面积勘测是发现小行星并确定其特征的一种宝贵手段。通过使用辐射模型,可以推导出大量物体的直径、曲率和热惯性等物理特性。与前几代天基红外望远镜相比,现代探测器阵列技术在空间分辨率和灵敏度方面有了显著提高,从而使在这些波长上观测到的物体数量相应增加。因此,对小行星进行天基红外勘测是迅速收集关于小天体群轨道和物理特性信息的有效手段。AKARI,WISE/NEOWISE,斯皮策和赫歇尔任务显着增加了小行星的数量,这些小行星具有明确的直径和直径。
2015-05-30 astro-ph.EP
Physical Characterization of Asteroid (16583) Oersted Combining Stellar Occultation and Photometric Data
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics, Institute of Astronomy(查理大学数学物理学院天体物理研究所);Université Côte d’Azur, CNRS-Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur(蔚蓝海岸大学法国国家科学研究中心拉格朗日实验室蔚蓝海岸天文台);School of Physics and Astronomy, University of Leicester(莱斯特大学物理与天文学院);Department of Physics, The Catholic University of America(美国天主教大学物理系);Astrophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心天体物理学科学部);Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC(NASA/戈达德太空飞行中心空间科学与技术研究探索中心);SETI Institute, Carl Sagan Center(SETI研究所卡尔·萨根中心);Unistellar
通过结合恒星掩星、光度计和热红外数据,研究小行星(16583)奥斯特的物理特性,确定其形状、自转状态和表面特性。
2025-10-07 astro-ph.EP
Possible thermal evolutionary pathways of irregular shaped small asteroids and planetesimals
研究了早期太阳系中不规则形状小微行星的两种不同的热演化途径。我们对两颗S-型小行星进行了个案研究;(243)Ida和(951)Gaspra,这是根据美国航天局行星数据系统的Philip Stooke小天体三维形状模型获得的它们的精确物理尺寸进行的。这两颗小行星的三维形状模型是基于伽利略号航天器的飞越任务。基于我们对小行星精确形状的新的热演化代码,我们发现在最初的200 - 300万年(Myr)内吸积的小行星体经历了烧结,而之后形成的天体则没有固结,例如,就像一堆碎石前一组天体可能是由星云尘埃直接聚集而成的。大多数碎石堆型小行星体是由最初存在的微行星碎片聚集而成的。这些物体冷却了数千万年。在早期太阳系中,随着时间的推移,形成了一代代的小微行星,由于碰撞引起的碎裂和再吸积,它们从一个紧凑的固结体的集合体演变成碎石堆体。
2021-11-12 astro-ph.EP
Thermophysical Modeling of Asteroid Surfaces using Ellipsoid Shape Models
热物理模型已被证明是解释小行星表面红外辐射的有力工具,通常利用事先获得的形状模型和自旋轴作为输入边界条件。然后,我们测试采用TPM的方法-假设的椭圆形-利用组合的热多波长观测获得的前和后反对。在这些观测环境下,热红外数据在限制热惯性和自旋感以及其他物理特性方面具有固有的优势。我们表明,尽管缺乏上述先验知识,一个对象的大小,热惯性和热惯性是很好的约束精度与以前的技术。还可以对表面粗糙度、形状和自旋方向进行有用的估计,并取得不同程度的成功。应用该方法的WISE观测,我们提出了最佳拟合的大小,热惯性,表面粗糙度,形状伸长率和自旋方向感的21个小行星。我们探讨了热惯量与直径的相关性,占其依赖于日心距。
2018-11-07 astro-ph.EP
Size and albedo distributions of asteroids in cometary orbits using WISE data
我们研究的有效直径($D$),光束参数($η$),和可见的几何散射($p_V$)的彗星轨道(ACO)人口,来自美国宇航局的宽视场红外探测器(WISE)的观测小行星的分布,并比较这些相同的,独立确定的彗星属性。近地小行星热模型(NEATM)用于计算$D$、$p_V$和$η$。得到了木星族彗星轨道上49颗ACOs和哈雷型轨道上16颗ACOs的$D$和$p_V$。我们还获得了其中45个的PDMATHAMN。除了三个JF-ACO(占样本的95%)外,所有的JF-ACO都呈现出与彗星起源相兼容的低散射度。两种ACO人群的$p_V$和$η$分布非常相似。对于整个样本的ACO,平均几何学分布是$\bar{p_V} = 0.05 \pm 0.02$,(JF-ACO和达摩克类彗星分别是$\bar{p_V} = 0.05 \pm 0.01$和$\bar{p_V} =0.05 \pm 0.02$),与类似于木星家族彗星(JFC)的窄几何学分布相容,具有$\bar{p_V} \sim 0.04$。$\barη =1.0 \pm 0.2$。我们发现$D$、$p_V$或$η$之间没有相关性。我们比较了ACO、半人马座和JFC的累积粒径分布(CSD)。虽然半人马座样本包含较大的物体,但CSD的对数-对数图中的线性部分呈现出类似的累积指数(分别为$β= 1.85 \pm 0.30$和$1.76 \pm 0.35$…
2015-10-08 astro-ph.EP
The low surface thermal inertia of the rapidly rotating near-Earth asteroid 2016 GE1
据观测,小于100米的小行星自转速度非常快,其周期通常比2.2小时的临界极限短得多。这些超高速旋转器中的一些还可以实现由雅科夫斯基效应引起的非常大的半长轴漂移,这反过来又由内部和表面物理性质决定。我们认为小型超高速旋转的近地小行星2016 GE1。这个天体旋转仅需34秒,并且已经从天体测量学中确定了一个大的Yarkovsky效应。在这里,我们的目标是限制这个极端物体表面的热惯性。我们使用最近开发的统计方法来确定近地小行星的热特性。该方法是基于观察到的和模拟的Yarkovsky效应之间的比较,和热导率(惯性)由蒙特卡洛方法确定。雅科夫斯基效应模型的参数要么是固定的,如果它们的不确定性可以忽略不计,如果它们被测量,则用高斯分布的误差建模,或者在它们未知时从近地小行星群的一般特性推导出来。使用完善的轨道确定程序,我们确定了2016 GE1上的Yarkovsky效应,并验证了显着的半长轴漂移率。使用统计方法,我们发现,这种半长轴漂移率可以解释只有低的热惯性值低于100焦耳米$^{-2}$ K $^{-1}$ S $^{-1/2}$:即,90%的概率密度函数的模型结果包含在值小于100焦耳米$^{-2}$ K $^{-1}$ S $^{-1/2}$。我们提出了两种可能的解释极低的值:高孔隙度或开裂的表面,或在表面上的细风化层的薄层。虽然这在任何一种情况下似乎都是出乎意料的,但它开辟了一个低热…
2023-06-13 astro-ph.EP