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司瑟星

小行星

司瑟星（英語：33 Polyhymnia）[9]是一颗太阳系主小行星带中的一颗小行星，由法国天文学家让·沙科纳克于1854年10月28日发现，并以希腊神话中的圣歌缪斯波吕许谟尼亚命名。该小行星的轨道具有较高的偏心率，最小轨道交会距离为0.91天文单位，视星等最高可达10等。司瑟星的轨道与木星呈22:9的平均运动共振状态，且其自转周期约为18.608小时。但对其的密度研究却地出不切实际的结论。

33 Polyhymnia
司瑟星的轨道（2009年1月1日）
发现[1]
發現者让·沙科纳克
發現日期1854年10月28日
編號
命名依據波吕许谟尼亚
其它名稱A887 HA; 1938 FE;
1953 AK; 1957 YL;
1963 DG; 1976 YT7
小行星分類主小行星带
軌道參數[3]
曆元 2013年4月18日（JD 2456400.5）
遠日點573.518 G米（3.83373 AU）
近日點284.409 G米（1.90116 AU）
半長軸428.964 G米（2.86745 AU）
離心率0.33698
軌道週期1,773.541 d（4.86 a）
平近點角256.476°
軌道傾角1.869°
升交點黃經8.595°
近日點參數338.123°
物理特徵
大小54.39±11.84 km（红外测量）[4]
53.98±0.91 km[5]
64±6 km（掩星观测）[6]
自轉週期18.60888±0.00029 小时[7]
光譜類型S[3]或者Sq[8]
絕對星等(H)8.55[3]

发现和命名

司瑟星由法国天文学家让·沙科纳克在1854年10月28日发现[1]，并以希腊神话中圣歌缪斯之一的波吕许谟尼亚的名字命名[10]。

物理特性

自转周期和自转轴

2008年，新墨西哥州拉斯克鲁塞斯的奥根梅萨天文台对司瑟星进行光度观测，得出的光变曲线周期为18.609 ± 0.002小时，亮度变化为0.15 ± 0.02星等。该结果与1980年进行的一项研究一致[11]。2011年，研究人员通过额外的观测重新检验了这些结果，得出了修正的估计值为18.608 ± 0.001小时，亮度变化0.18 ± 0.02星等[12]。2020年，对2008年至2019年司瑟星光度数据的分析，确定了更精确的自转周期为18.60888±0.00029 小时。同时，还确定了司瑟星的两个可能的北极方向，两个解都表明相对于黄道的轴倾角为151–155°（黄纬–61°至–65°）[7]。

轨道

由于偏心率较高（0.338），司瑟星可以接近地球（最小轨道交叉距离为0.91天文单位），其天空视星等可达到10级[13]。司瑟星的轨道与木星处于22:9的平均运动共振状态。计算得出的这颗小行星的李雅普诺夫时间为10,000年，表明它处于一个混沌轨道，并且由于行星的引力摄动，其轨道会随时间随机变化[14]。从1854年到1969年间对司瑟星位置的测量用于确定木星对其的引力影响，得出木星相对于太阳的反质量比为1,047.341 ± 0.011[15]。

成分

1995年和2002年进行的可见光光谱分析表明，司瑟星是一颗S-型小行星，这意味着它主要由岩质硅酸盐组成[3]。 具体来说，司瑟星的光谱在0.67微米波长处表现出一个吸收带，这表明其表面有橄榄石和辉石，类似于Q-型小行星[8]（pp. 155, 164–165）。由于司瑟星同时具备S-型和Q-型小行星的特征，因此根据SMASS分类法，它被进一步归类为Sq型小行星[8]（pp. 155, 164–165）。1985年，射电望远镜曾利用雷达对司瑟星进行了研究[16][17]。

质量和密度的研究

伯努瓦·卡里（Benoît Carry）在2012年的一项研究中，基于司瑟星对其他太阳系天体的引力影响估计其质量为(6.20±0.74)×1018 千克[5]。然而，考虑到司瑟星的直径为54 km（34 mi），这一质量意味着其密度高达75.28±9.71 克/立方厘米。如此高的密度是不现实的，因此卡里认为司瑟星的质量和密度估计不可靠[5]。卡里的研究中还测量了其他几颗与司瑟星直径相似的小行星的密度，结果这些小行星也被发现有着极高的密度[5]。由于司瑟星体积较小，其对其他天体的引力影响极难探测，可能导致质量和密度估计值极为不准确[5]。例如，直径68 km（42 mi）的小行星675在卡里的研究中，最初测量的密度为73.99±15.05 克/立方厘米[5]，但2019年改进的轨道计算表明，其实际密度要低得多，仅为3.99±1.94 克/立方厘米[18]。

自卡里的研究以来，还没有其他经过同行评审的研究尝试确定司瑟星的质量和密度[19]。然而在2023年，研究员范丽对司瑟星与其他小行星的近距离接触进行了初步分析，并确定了较低的质量，为(1.03±0.40)×1018 千克[20]。根据司瑟星的直径，这一质量估计表明密度为7.5±3.6 克/立方厘米或12.4 克/立方厘米，基于掩星观测得出的直径为64 ± 6 km（39.8 ± 3.7 mi），基于红外测得出的直径54 km（34 mi）[20][21]。

2023年，研究人员埃文·拉福吉（Evan LaForge）、威尔·普莱斯（Will Price）和约翰·拉菲尔斯基（Johann Rafelski）推测，如果对司瑟星的极高密度推测是正确的，且超重元素能够足够稳定，那么司瑟星星可能由原子序数为164附近的高密度超重元素组成[22]。然而，如上所述，司瑟星的密度很可能没有这么高[20][21]。

参考来源

  1. ^ 1.0 1.1 Numbered Minor Planets 1–5000, Discovery Circumstances (IAU Minor Planet center), [2013-04-07], （原始内容存档于2012-02-22）. 
  2. ^ Noah Webster (1884) A Practical Dictionary of the English Language
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Yeomans, Donald K. 33 Polyhymnia. JPL Small-Body Database Browser. NASA Jet Propulsion Laboratory. [2013-04-07]. （原始内容存档于2014-09-01）. 
  4. ^ Nugent, C. R.; Mainzer, A.; Bauer, J.; Cutri, R. M.; Kramer, E. A.; Grav, T.; et al. NEOWISE Reactivation Mission Year Two: Asteroid Diameters and Albedos. The Astronomical Journal. September 2016, 152 (3): 12. Bibcode:2016AJ....152...63N. S2CID 119289027. arXiv:1606.08923  . doi:10.3847/0004-6256/152/3/63  . 63. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 Carry, B., Density of asteroids, Planetary and Space Science 73, December 2012, 73: 98–118, Bibcode:2012P&SS...73...98C, arXiv:1203.4336  , doi:10.1016/j.pss.2012.03.009.  See Table 1.
  6. ^ Broughton, John. Asteroid Dimensions from Occultations. asteroidoccultation.com. International Occultation Timing Association. 30 April 2018 [24 October 2023]. （原始内容存档于2024-07-20）. 
  7. ^ 7.0 7.1 Franco, Lorenzo; Pilcher, Frederick; Ferrero, Andrea; Maurice, Audejean. Spin-Shape Model for 33 Polyhymnia. The Minor Planet Bulletin. April 2020, 47 (2): 120–2122. Bibcode:2020MPBu...47..120F. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 Bus, Schelte J.; Binzel, Richard P. Phase II of the Small Main-Belt Asteroid Spectroscopic Survey. A Feature-Based Taxonomy. Icarus. July 2002, 158 (1): 146–177. Bibcode:2002Icar..158..146B. doi:10.1006/icar.2002.6856. 
  9. ^ 李竞; 余恒; 崔辰州; 中国天文学会天文学名词审定委员会; 全国科学技术名词审定委员会天文学名词审定委员会审定 (编). 英汉天文学名词. 北京: 中国科学技术出版社. 2015: 253. ISBN 9787504669773 （中文（中国大陆））. 
  10. ^ Lagatta, Eric. Study: Asteroid known as Polyhymnia may contain 'superheavy' elements unknown to humans. USA TODAY. [2024-10-20]. （原始内容存档于2024-04-14） （美国英语）. 
  11. ^ Pilcher, Frederick, Period Determinations for 33 Polyhymnia, 38 Leda, 50 Virginia, 189 Phthia, and 290 Bruna, The Minor Planet Bulletin 36 (1), January 2009, 36 (1): 25–27, Bibcode:2009MPBu...36...25P. 
  12. ^ Pilcher, Frederick, A Critical Re-Examination of the Rotation Period of 33 Polyhymnia, The Minor Planet Bulletin 38 (3), July 2011, 38 (3): 130–131, Bibcode:2011MPBu...38..130P. 
  13. ^ AstDyS (33) Polyhymnia Ephemerides for 8 Sept 2014. AstDyS-2 (Asteroids - Dynamic Site). [2012-01-23]. （原始内容存档于2023-10-22）. 
  14. ^ Šidlichovský, M., Svoren, J.; Pittich, E. M.; Rickman, H. , 编, Resonances and chaos in the asteroid belt, Evolution and source regions of asteroids and comets : proceedings of the 173rd colloquium of the International Astronomical Union, held in Tatranska Lomnica, Slovak Republic, August 24–28, 1998, 1999: 297–308, Bibcode:1999esra.conf..297S. 
  15. ^ Janiczek, P. M., Jupiter's mass from its action on Polyhymnia, Bulletin of the Astronomical Society 2, 1970, 2: 247, Bibcode:1970BAAS....2S.247J. 
  16. ^ Radar-Detected Asteroids and Comets. NASA/JPL Asteroid Radar Research. [2011-10-30]. （原始内容存档于1996-11-19）. 
  17. ^ Magri, C.; et al, Mainbelt Asteroids: Results of Arecibo and Goldstone Radar Observations of 37 Objects During 1980-1995 (PDF), Bulletin of the American Astronomical Society, December 1998, 30: 1450 [2011-07-26], Bibcode:1998DPS....30.5516M, （原始内容 (PDF)存档于2012-04-15） 
  18. ^ Kretlow, Mike. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA) – Summary for: (675) Ludmilla. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA). [24 October 2023]. （原始内容存档于2024-05-24）. 
  19. ^ Kretlow, Mike. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA) – Summary for: (33) Polyhymnia. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA). [12 October 2023]. （原始内容存档于2024-05-24）. 
  20. ^ 20.0 20.1 20.2 Li, Fan. Re: (33) Polyhymnia. Minor Planets Mailing List. Groups.io. 19 October 2023 [24 October 2023]. 
  21. ^ 21.0 21.1 Li, Fan. Re: (33) Polyhymnia. Minor Planets Mailing List. Groups.io. 19 October 2023 [24 October 2023]. （原始内容存档于2023-11-04）. 
  22. ^ LaForge, Evan; Price, Will; Rafelski, Johann. Superheavy elements and ultradense matter. The European Physical Journal Plus. September 2023, 138 (9): 120–2122. Bibcode:2023EPJP..138..812L. arXiv:2306.11989  . doi:10.1140/epjp/s13360-023-04454-8. 812. 

外部链接


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