物理特性的小行星

旋转和形状

小行星自转周期和形状的确定主要是通过监测他们的亮度变化几分钟到几天的时间尺度。短周期波动引起的亮度的旋转形状不规则的小行星或球形发现小行星(即。,反照率差异)产生光变曲线——图的亮度对比发现定期重复对应于小行星自转周期。范围的亮度变化密切相关,小行星的形状或spottedness但更难以解释。

到2020年可靠旋转时期以超过5500的小行星。他们从25秒到78天,但超过三分之二介于4和24小时。在某些情况下超过几天时间可能要归因于旋进(平稳缓慢的绕旋转轴)引起的一个看不见的卫星这颗小行星。时间的分钟只观察到非常小的(那些对象直径低于约150米(500英尺))。最大的小行星(那些直径大于200公里[120英里])平均旋转周期接近8小时;值增加到13个小时的小行星直径约100公里(60英里),然后降低到大约6个小时的直径约10公里(6英里)。最大的小行星可能保存的旋转速度时形成,但是小的几乎可以肯定有他们的后续修改碰撞非常最小的情况下,也可能通过辐射效应。旋转的不同时期之间200公里——类和100公里——类小行星被认为源于大型小行星保留所有的事实碰撞碎片从轻微的碰撞,而较小的小行星保留更多的碎片被相反方向的旋转,造成损失角动量从而减少的速度旋转。

主要的碰撞可以完全破坏较小的小行星。这种碰撞的碎片让更小的小行星,它可以几乎任何形状或自转速度。因此,这一事实没有旋转周期短于大约两小时观察小行星大于直径约150米意味着他们的材料优势不高到足以承受如此快速的旋转产生的向心力。

是不可能区分之间的数学发现的旋转球体和一个不规则的形状均匀反射率的基础上观察到的亮度变化。然而,事实上大多数小行星的两端出现不同不超过几个百分点反照率表明他们的亮度差异主要是由于他们的投影的变化照亮部分从地球。因此,在没有相反证据的情况下,天文学家们普遍接受,反射率变化为观察到的贡献小振幅或范围亮度变化,小行星的旋转光变曲线。灶神星泛化是一个例外,因为反射率的差异之间的相反的半球是足以占温和的光变曲线的振幅。

观测到的光变曲线振幅对小行星的范围从0到8倍以上。有九个可靠地观察小行星光变曲线振幅大于2.0大小;都是近地小行星。他们之间的旋转时间7.4分钟,6.8小时和直径之间大约28米(92英尺),2.5公里(1.6英里)。

旋转的行星的光变曲线振幅为零(没有变化振幅)当它的形状是一个统一的球体或浏览时沿着它的一个转动轴。之前地理星研究了雷达(见上图近地小行星),6.5比1亮度的变化是归因于两种可能性:小行星是一个雪茄形状的对象,被视为沿着一条直线垂直于它的转动轴(通常小行星是最短的轴旋转),或者它的对象是一对近接触轨道彼此质量中心周围。排除了雷达图像二进制模型,揭示地理星是一个高度细长的对象。

平均旋转光变曲线振幅对小行星约1.3倍。这些信息,连同假设上面所讨论的,让天文学家估计小行星形状,这发生在大范围。等一些小行星谷神星,帕拉斯灶神星,近球形,而其他人,如(15)支持,卡米拉(107),(511)黛维达,很长。例如,还有一些人,如(1580)Betulia,赫克托尔,卡斯塔利亚泉(最后出现在雷达观测的两具尸体在接触,正如上面所讨论的近地小行星),显然有奇怪的形状。

大小和反照率

大约30小行星是大于200公里。谷神星,最大的直径约为940公里(580英里)。这是紧随其后的是灶神星在525公里(325英里),帕拉斯在510公里(320英里),(10)Hygiea在410公里(250英里)。三个小行星300至400公里直径(190和250英里),和约200至300公里(120和190英里)。据估计,250的小行星直径大于100公里(60英里),也许一百万比1公里(0.6英里)。最小的已知的小行星近地组的成员,其中一些方法地球的百分之几1非盟。最小的定期观察Earth-approaching小行星测量直径约100米(330英尺)。

使用最广泛的技术,确定大小的小行星(在太阳系和其他小型机构)的热能辐射线测定。这种技术利用这一事实红外辐射(热)发出的小行星必须平衡太阳辐射它可以吸收。通过使用一个所谓的热模型平衡测量红外辐射强度和辐射视觉波长,调查人员能够得到小行星的直径。其他遥感技术的例子,偏振测定、雷达和自适应光学(技术减少地球大气层的扭曲效应)也,明亮,更大,但他们是有限的或近小行星。

唯一的技术(即直接测量直径。,without having to model the actual observations) are those of stellar掩星和直接成像地球上使用先进的工具(例如,大型望远镜配备自适应光学或轨道天文台等哈勃太空望远镜)或通过宇宙飞船。在恒星掩蔽的方法,调查人员测量的时间,由于星消失从视图通过恒星和地球之间的小行星。然后,利用已知的距离和小行星的运动,他们可以决定后者的直径投射到平面的天空。良好的直径测量,大量的测量需要在这颗小行星,迫使许多观察家分散垂直于小行星对地球的影子跟踪。大多数的这些观察已经通过业余天文学家。直接成像小行星是完善必要的技术在20世纪的最后几年。他们(和雷达)可用于观察小行星在一个完整的旋转周期和测量三维形状。这些结果已经成为可能校准间接技术,热能辐射测量特别是这样直径测量用热辐射测量在小行星大于20公里(12英里)由不到10%被认为是不确定的;对于较小的小行星不确定性约为30%。

掩星技术仅限于相对罕见的小行星在前面段落的明星,因为只有一个的技术措施横截面,最好是应用于球形小行星。另一方面,直接成像(至少到目前为止)是有限的更近,更亮,或更大的小行星。因此,大多数小行星大小可能已经并将继续与间接获得技术。直接成像使得准确测定的直径大约两打小行星,包括谷神星,帕拉斯,朱诺灶神星,与超过150000个用间接测量技术相比,主要是热能辐射测量得到美国宇航局的广角红外线探测望远镜(WISE)卫星。

大小密切相关的属性(这还提供的信息)反照率。反照率的光量之间的比例实际上反映反映,均匀散射相同大小的磁盘,同时观察到的反对。雪的反照率大约1,煤炭约0.05的反照率。

小行星表面的亮度取决于它的反射率和直径以及它的距离。例如,如果谷神星和灶神星都可以观察到相同的距离,灶神星是亮的两个约15%,尽管灶神星的直径只有一半多一点的谷神星。灶神星会亮,因为它反照率约为0.35,而0.10谷神星。

小行星反射率范围从0.02至0.5以上,可以分成四组:低(0.02 - -0.07)、中级(0.08 - -0.12),中等(0.13 - -0.28),高(大于0.28)。添加修正后的光明和接近小行星青睐发现,大约78%的已知的小行星大于直径约25公里(16英里)发现low-albedo对象。大部分都位于外一半的主要小行星带和outer-belt种群之一。超过95%的outer-belt小行星属于这个组。大约18%的已知的小行星属于moderate-albedo集团巨大的多数产于内部主要带的一半。中间,high-albedo小行星群占剩下的4%的人口。在大多数情况下,他们占据相同的主要带moderate-albedo对象的一部分。

的反射率分布的小行星直径小于25公里不知道,因为只有一小部分的人口特征。然而,如果这些对象大多是碎片从几颗小行星的家庭,那么他们的反射率分布可能显著不同的更大的兄弟姐妹。

质量和密度

最小行星的质量很低,虽然现在的观测表明,该小行星明显扰乱大行星的轨道。除了火星然而,这些扰动太小,让小行星的质量问题有待确定。无线电测距测量,从火星表面的传播在1976年和1980年之间的两个维京人兰德斯和时滞雷达观测使用火星探路者火星登陆车有可能确定距离的精度约10米(33英尺)。三大asteroids-Ceres、灶神星和Pallas-were发现火星导致离职的预测轨道超过50米(160英尺)在10年或更少。反过来,测量离职,被用来估计三个小行星的质量。质量的其他小行星由注意影响其他小行星,它们的轨道方法密切并定期,小行星的轨道的卫星,或者飞行的航天器轨道的小行星。对于那些小行星的直径决定,其形状是球形或椭球形,其卷很容易计算。知识的质量和体积密度可以计算。与卫星、小行星密度可以直接从这颗卫星的轨道确定没有知识的质量。

质量最大的小行星谷神星,9.3×10^20.0.0002公斤,或小于地球的质量。大众的第二和第三大小行星,帕拉斯和灶神星,都只有约四分之一谷神星的质量。整个小行星带的质量大约是谷神星的三倍。最大规模的小行星带集中在更大的小行星,约占总数的90%的小行星直径大于100公里。十大小行星只有¹/₆₀Ceres的质量。总质量的小行星,90%位于主带,9%带(包括外木星的特洛伊小行星),其余分布在匈牙利和planet-crossing小行星数量。

的密度谷神星,雅典娜,灶神星是2.1,2.7,和3.5克每立方厘米。与5.4、5.2和5.5汞,金星,分别和地球;3.9火星;和3.3的月亮。Ceres的密度是类似于一个类的陨石被称为碳质球粒陨石,含有挥发性材料比普通的一个更大的部分陆地岩石,因此有一个低密度。帕拉斯的密度和灶神星是火星和月球的类似。只要谷神星、帕拉斯和灶神星是典型的小行星,它可以得出结论,必须小行星岩石的身体。

作文

地表反射率的结合光谱反射率measurements-specifically,措施的反射太阳光的波长约0.3至1.1微米(μm)——用于分类对各种分类类小行星。如果提供足够的光谱分辨率,特别是扩大约2.5μm波长,测量也可以用来推断作文表面反射的光。可以通过比较这颗小行星数据获取的数据在实验室通过使用陨石或陆地岩石或矿物。

1980年代末,光谱反射率测量在波长在0.3和1.1之间μm可供约1000的小行星,和反射率决定了约2000。这两种类型的数据可供大约400的小行星。的表总结了小行星的分类类划分的基础上,这样的数据。从1990年代开始,使用与改进的分辨率和灵敏度探测器光谱反射率测量导致修订分类法。

小行星的B,C,F,G类地表反射率较低,光谱相对于红光类似于碳质球粒陨石陨石和他们组成热液蚀变或产生的组合变质作用的碳质前体材料。一些c级轿车小行星已知水合矿物表面,而刻瑞斯、g级别的小行星可能有水存在一层冻土。K - - -s级小行星温和的反射率和光谱相对于红光类似吗的铁陨石年代,含有大量的硅酸盐和金属,包括矿物质橄榄石和辉石在他们的表面。达到x6.9级小行星moderate-albedo对象,可能有大量的镍铁吗金属在他们的表面材料,表现出光谱相对于红光类似于镍铁陨石(看到铁陨石)。矛盾的是,然而,一些达到x6.9级小行星有光谱特性由于水化矿物的存在。d类小行星反射率较低,显示反射率光谱相似的光谱表现出一种相对新型的碳质球粒陨石由塔吉什胡陨石,2000年1月下降了。

P -和T-class小行星反射率较低,没有已知的陨石或天然矿物,但它们可能包含一个大的一部分碳聚合物或富含有机物硅酸盐或两者的表面材料。反应类小行星是非常罕见的。表面材料已被确认为是最符合辉石和olivine-rich组成类似的到pyroxene-olivine无球粒陨石陨石。的e级小行星最高反射率光谱匹配的相对于红光顽辉石无球粒陨石陨石。

V-class小行星有反射特性密切匹配的一个特定类型的玄武岩achondritic陨石倍长辉长岩年代。比赛很好,一些人认为的倍长辉长岩在博物馆展出芯片表面V-class小行星撞在一次大碰撞。V类被认为是关大型小行星灶神星和超过16000 Vesta-family小行星直径小于10公里(6英里),加上几个更小的Earth-approaching小行星(统称为“Vestoids”),直到2000年,小行星(1459)Magnya(直径约17公里(11英里))坐落在3.15非盟的太阳与2.36相比,非盟Vesta-was发现也有玄武岩表面。大约有100灶神星家族成员之间的5和10公里直径(3和6英里),只有4个直径大于10公里。

在较大的小行星(那些直径大于25公里(16公里)),丙类小行星是最常见,约占65%的数字。之后,在减少订单,通过S类,为15%;D类,为8%;和P M类,均为4%。剩下的课程构成不到4%的人口数量。事实上,没有一个,E -,或Q-class小行星的大小范围内,只有一个R类的成员,和2和5之间的每个成员B, F, G, K, T类。

分类类的分布在整个带更大的小行星(直径大于100公里(60英里))是高度结构化的。然而,规模较小的小行星在地区观察到构图多样化的大小和距离。原因是完全理解的。