康乃爾大學的研究人員開發了一種利用動力學估算小行星年齡的新方法，並在小行星”塞拉姆”（Selam）上展示了這種方法。研究團隊利用新穎的統計計算方法估計，去年11 月發現的一顆小行星實際上是太陽系的幼兒–只有2-300 萬年的歷史。

利用美國太空總署露西（Lucy）太空船上的L’LORRI 相機在2023 年11 月1 日最近距離前後幾分鐘內收集的數據製作的一對小行星丁基內什（Dinkinesh）及其衛星塞拉姆（Selam）的立體圖像。圖片來源：NASA/Goddard/SwRI/Johns Hopkins APL/NOIRLab 提供原始圖片/Brian May/Claudia Manzoni 對圖片進行立體處理

Selam是環繞火星和木星之間主小行星帶中小行星丁基內什（Dinkinesh）的一顆”小衛星”，研究小組僅根據動力學，即這對小行星在太空中的運動方式，就推算出了塞拉姆的年齡。他們的計算結果與美國國家航空暨太空總署露西任務根據對錶面隕石坑的分析得出的結果一致，後者是測定小行星年齡的更傳統的方法。

新方法是對上述工作的補充，並具有一些優勢：研究人員說，這種方法不需要昂貴的太空船來捕捉特寫圖像；在小行星表面最近發生變化的情況下，這種方法可能更加準確；而且可以應用在其他數十個已知雙星系統中的次級天體，這些系統佔近地小行星的15%。

“找到小行星的年齡對於了解它們非常重要，與太陽系的年齡相比，這顆小行星非常年輕，這意味著它的形成時間很短，”航空航天工程領域的博士生科爾比-梅里爾說。 “獲得這一個天體的年齡可以幫助我們了解整個天體群”。

梅里爾是《天文學與天體物理學》（ Astronomy & Astrophysics）雜誌上發表的”Age of (152830) Dinkinesh-Selam Constrained by Secular Tidal-BYORP Theory”一文的第一作者。

梅里爾是動力學專家，曾參與美國國家航空暨太空總署（NASA）的雙小行星重定向測試（DART）任務。 2023年11月1日，當”露西”（Lucy）號飛船飛過”丁基內什”（Dinkinesh）時，梅里爾一直在密切關注，並意外地發現了Selam。梅里爾說，後者原來是一個”異常獨特和複雜的天體”–所謂的”接觸雙星”，由兩個基本上是碎石堆粘在一起的裂片組成，也是第一次看到這種天體圍繞著另一顆小行星運行。

研究人員說，雙小行星是動態複雜而迷人的天體，它們正在進行某種拔河比賽。作用於天體的引力會導致它們物理上的隆起，並產生潮汐，從而緩慢地降低系統的能量。同時，太陽輻射也會改變雙星系統的能量，這種效應稱為雙星亞科夫斯基-奧基夫​​-拉齊耶夫斯基-帕達克（BYORP）效應。最終，雙星系統將達到一個平衡狀態，即潮汐和BYORP 效應同樣強烈–拔河比賽陷入僵局。

假設這些力處於平衡狀態，並輸入露西號任務公開共享的小行星數據，研究人員計算出了塞拉姆在由快速旋轉的丁基尼斯號噴射出的表面物質形成後，需要多長時間才能達到目前的狀態。在計算過程中，研究小組改進了先前存在的假設兩個天體密度相同並忽略次級天體質量的方程式。透過大約100 萬次不同參數的計算，結果得出塞拉姆的中位數年齡為300 萬年，最有可能的結果是200 萬年。

研究人員希望將他們的新老化方法應用於其他雙星系統，在這些雙星系統中，即使沒有近距離飛越，也能很好地描述其動力學特徵。

天文學和空間科學領域的博士生、論文共同作者亞歷克西婭-庫巴斯（Alexia Kubas）說：”這種方法與隕石坑計數法配合使用，可以幫助更好地確定一個系統的年齡。如果我們使用兩種方法，而且它們彼此一致，我們就能更有信心地得到一個有意義的年齡，來描述該系統的當前狀態。

編譯來源：ScitechDaily