A dedicated survey of fast-rotating near-Earth asteroids with the Two-meter Twin Telescope. I. Observational strategy and first results
Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)(加那利天体物理学研究所);Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna (ULL)(拉帕尔马大学天体物理系);Light Bridges, Observatorio Astronómico del Teide(特德天文台光桥)
Miguel R. Alarcon, Javier Licandro, Miquel Serra-Ricart
备注:
Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics. 14 pages, 6 figures
小近地天体(NEAs)的自转特性为了解其内部结构和碰撞历史提供了关键见解。然而,针对米至十米大小天体的系统性调查很少,因此它们的自转分布约束不足。我们的目标是量化快速自转的普遍性,并表征小NEAs的自转速率分布,以约束其内部强度和演化。我们使用双米双镜望远镜(TTT)对249个NEAs进行了专门的高频率光度学调查。通过密集时间序列数据推导出自转周期和振幅,以将对象分类为快速或非快速自转者。我们确定了156个新的快速自转者(P < 2.2小时),包括87个自转速度超过10分钟的天体。快速自转者的普遍性随着绝对星等增加:从22 < H < 24时的60.6-80.3%增加到24 < H < 26时的77.3-89.4%,以及H > 26时的94.1-96.1%,表明在小NEA群体中快速自转占主导地位。大多数天体的自转速度超过由重力定义的极限;98个目标需要超过弱碎石堆的内聚强度,22个只能与致密、高强度内部相容。这是首次针对此类小NEA自转的系统性调查,提供了由单一活动获得的最大同质快速自转样本。我们的发现表明,对于小于十米大小的天体,快速自转是常态,暗示需要适度的内聚强度以防止其自转破坏。
英文摘要:
The rotational properties of small near-Earth asteroids (NEAs) provide crucial insights into their internal structure and collisional history. However, systematic surveys targeting metre- to decametre-sized bodies are rare, thus leaving their spin distribution poorly constrained. Our aim was to quantify the prevalence of fast rotation and characterise the spin-rate distribution of small NEAs to constrain their internal strength and evolution. We conducted a dedicated high-cadence photometric survey of 249 NEAs using the Two-meter Twin Telescope (TTT). Rotation periods and amplitudes were derived from dense time series to classify objects as fast or non-fast rotators. We determined the rotation period of 156 new fast rotators (P < 2.2 h), including 87 that rotate faster than 10 min. The prevalence of fast rotators increases with absolute magnitude: from 60.6-80.3 % for 22 < H < 24 to 77.3-89.4 % for 24 < H < 26 and 94.1-96.1 % for H > 26, indicating that fast rotation dominates in the small NEA population. Most objects spin faster than the gravity-defined limit; 98 targets require cohesive strengths exceeding that of weak rubble piles, and 22 are compatible only with compact, high-strength interiors. This is the first systematic survey targeting the rotation of such small NEAs, providing the largest homogeneous sample of fast rotators obtained by a single campaign. Our findings demonstrate that fast rotation is the norm for objects smaller than tens of metres, implying that modest cohesive strength is required to prevent their rotational disruption.
Search for L4 Earth Trojan asteroids with the 2.5-meter Wide Field Survey Telescope
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Institute of Deep Space Sciences, Deep Space Exploration Laboratory(深空科学研究所,深空探测实验室);College of Physics, Guizhou University(贵州大学物理学院)
Time-series photometry of Earth flyby asteroid 2012 DA14
上下文2012 DA 14是一颗近地小行星,大小为几十米。它于2013年2月15日接近地球,为精确测量这颗小行星提供了机会。目标。2012 DA 14的太阳相位角在其最接近时变化很大,但在接下来的夜晚几乎保持不变。我们在这两个夜晚进行了时间序列测光观测,以确定旋转特性和相位效应。方法.观测是使用日本琦玉大学的0.55米望远镜进行的。R波段图像连续获得超过2小时的时间在最近的方法和约5小时的第二天晚上。结果从第二个夜晚的光变曲线数据表明旋转周期为11.0 + 1.8/-0.6小时和1.59 +/-0.02马格的峰-峰振幅。最近的方法之前和之后的亮度变化被分成两个分量,来自旋转和相位效应。我们发现,这颗小行星的相位曲线斜率明显比其他L-型小行星要浅。结论.我们认为2012 DA 14的表面粗糙,缺乏细风化层颗粒和/或高反射率表面。
Establishing Earth's Minimoon Population through Characterization of Asteroid 2020 CD$_3$
我们报告了我们对地球第二个已知的临时天然卫星,或迷你月亮,小行星2020 CD 3的详细描述。根据它的面积质量比和宽波段测光,可以排除人为来源,这表明它是一颗硅酸盐小行星,属于小行星分类学中的S或V复合体。2020 CD 3的发现首次允许将已知的小卫星与其预期物理和动力学特性的理论模型进行比较。估计直径为1.2+0.4-0.2米,在第一个已知的小月亮2006 RH 120之后大约十年被地心捕获,与理论预测一致。与模拟平均值相比,2020 CD 3的捕获持续时间至少为2.7年,这是出乎意料的长,但它与模拟的小型卫星有近距离的月球相遇,为轨道模型提供了额外的支持。2020年CD 3的非典型自转周期比理论预测的要长得多,这表明我们对米级小行星的理解需要修正。更多的发现和详细的人口特征可以预期与即将到来的维拉C。Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time的照片
The role of the Yarkovsky effect in the long-term dynamics of asteroid (469219) Kamo'oalewa
近地小行星(469219)Kamo'oalewa(又名2016 HO 3)是一颗与地球共轨的小行星,也是一个潜在的太空任务目标。其短期动态的特点是准卫星和马蹄形配置之间的周期性切换。由于它的直径只有36米,雅科夫斯基效应可能在长期动力学中发挥重要作用。在这项工作中,我们解决了这个问题,通过研究在长期运动的Kamo'oalewa的Yarkovsky效应所造成的变化。我们使用的估计的大小的Yarkovsky效应假设不同的表面成分,并介绍了半长轴漂移的传播轨道的测试粒子代表克隆的标称轨道。我们的模拟表明,与纯粹的引力模型相比,雅科夫斯基效应可能会导致Kamo'oalewa更快地离开地球共轨区域。尽管如此,它仍然可以在未来至少0.5 My内保持地球伴侣。我们的研究结果意味着Kamo'oalewa是迄今为止已知的最稳定的地球共轨物体,不仅从短期角度来看,而且从长期尺度来看。
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…
Orbital characterization of superbolides observed from space: dynamical association with near-Earth objects, meteoroid streams and identification of hyperbolic meteoroids
An investigation of the low-DeltaV near-Earth asteroids (341843) 2008 EV5 and (52381) 1993 HA. Two suitable targets for the ARM and MarcoPolo-M5 space missions
美国宇航局正在开发的小行星重定向任务(ARM)计划从近地小行星(NEA)收集一块数米巨石,并在2020年中期将其带到顺月空间,供未来的研究和利用。2016年,欧洲航天局提出了M5任务机会的MarcoPolo-M5项目,从一个非常原始的D型近地小行星带回样本。我们的目标是进一步表征样品返回空间任务的两个最佳目标的物理特性,低Δ V NEAs(341843)2008 EV 5和(52381)1993 HA。2008 EV 5是ARM的基线目标,但文献中只有一个该对象的光谱。1993年HA是一个非常有利的目标,为空间飞行任务的基础上,其动力学特性:在这里,我们打算评估它是否是一个合适的目标,为马可波罗-M5。我们在ESO-VLT用FORS 2仪器获得了2008 EV 5在不同旋转相位的可见光谱。我们还获得了可见光和近红外光谱的1993 HA,使用EFOSC 2和SOfI仪器在ESO-NTT。1993年HA的可见光光度测定是在Itaparica Sertao天文台(巴西)的IMPACTON项目范围内进行的。我们的新观测结果与2008年EV 5的C型分类一致。我们获得了五个可见光谱,没有显示出任何变化的范围内的噪音,这表明一个均匀的表面。我们获得了1993年HA的第一个光谱数据集,发现了D型典型的无特征的红色倾斜行为。我们发现1993 HA的会合自转周期为4.107 ± 0.002小时。导出…
Low thermal conductivity of the superfast rotator (499998) 2011 PT
背景:直径达几十米的小行星可能旋转得非常快,并在几分钟内完成整个旋转。这些小而快速旋转的物体被认为是整体物体,因为它们的小尺寸所产生的引力不足以抵消快速旋转所产生的强大向心力。此外,尚不清楚快速旋转是否会阻止灰尘和小颗粒(风化层)留在其表面。目的:我们开发了一个模型,用于限制小型快速旋转的近地小行星表面的热导率。这个模型可能表明这些物体上是否可能存在风化层。研究方法:我们的方法是基于测量的Yarkovsky漂移和预测值的比较,使用的理论模型,取决于轨道,物理和热参数的对象。必要的参数要么从近地小行星群的统计分布中推导出来,要么从具有相关不确定性的观测中确定。利用这些信息,我们进行了蒙特卡罗模拟,并产生了热导率的概率密度分布。结果如下:将我们的模型应用于超高速旋转小行星(499998)2011 PT,我们发现只有当小行星表面的热导率$K$较低时,才能测量到Yarkovsky漂移。所得的电导率的概率密度函数是双峰的,其中两个最可能的值为约0.0001和0.005 W m $^{-1}$ K $^{-1}$。在此基础上,我们发现$K$小于0. 1 W m $^{-1}$ K $^{-1}$的概率至少为95%。这种低导热性可能表明2011 PT的表面覆盖着一层隔热层,由类似月球尘埃的风化物组成。
Instituto de Astrofísica de La Plata, CCT La Plata-CONICET-UNLP(拉普拉塔天体物理研究所);Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata(拉普拉塔国立大学天文与地球物理学院);Grupo de Ciencias Planetarias, Dpto. de Geofísica y Astronomía, FCEFyN, UNSJ - CONICET(圣胡安国立大学行星科学组)