本文關(guān)鍵詞：小行星測光相位曲線觀測研究　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院云南天文臺)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 小行星 測光相位曲線 自轉(zhuǎn)參數(shù) 三軸橢球體 Cellinoid橢球 (107)Camilla (106) Dione

【摘要】：小行星研究為我們打開了一扇窗,讓我們窺見了一個迷人的世界。小行星被認(rèn)為是構(gòu)成類地行星或巨行星核的原行星子遺留物,保留了大量行星形成過程中太陽星云的信息。這些信息可以幫助我們認(rèn)識太陽系形成初期的物質(zhì)組成與環(huán)境。同時,小行星還可能提供給我們生命起源的信息。并且,近地小行星作為地球上所有生命的潛在“殺手”,是人類文明最主要的威脅之一。而諸如小行星的大小、形狀、自轉(zhuǎn)參數(shù)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及表面物質(zhì)特性等一系列物理性質(zhì)的研究是科學(xué)家認(rèn)識小行星的基礎(chǔ)、是能否實現(xiàn)資源開發(fā)的前提、是防衛(wèi)小行星撞擊地球得以成功的保障�？梢哉f,小行星基礎(chǔ)物理性質(zhì)的研究是當(dāng)前小行星研究中最主要的研究內(nèi)容之一。測光相位曲線,描述了小行星光度隨太陽相位角變化的關(guān)系,是小行星表面物質(zhì)特性(例如表面粗糙度、孔隙度、顆粒的不對稱因子等)的具體表現(xiàn)形式。因此,小行星測光相位曲線研究為我們了解小行星表面物質(zhì)物理性質(zhì)提供了線索。在當(dāng)前的小行星測光相位曲線分析中,存在一個隱含的假設(shè),即假定小行星的幾何形狀是一個球體,從而忽略了小行星不規(guī)則形狀對于光度的影響。但是,為了能有效地分析小行星測光相位曲線,從中獲得相位函數(shù)參數(shù)準(zhǔn)確的估算結(jié)果,往往需要觀測數(shù)據(jù)能擁有較廣的相位角覆蓋范圍。但對于絕大多數(shù)主帶小行星而言,由于實際觀測過程中,天氣、儀器以及可觀測持續(xù)時間等因素的影響,很難在一個可視期中獲得足夠多覆蓋較廣相位角的觀測數(shù)據(jù)。另一方面,為了能準(zhǔn)確描述小行星光度隨相位角減小而非線性增強的現(xiàn)象——即沖效應(yīng),觀測數(shù)據(jù)必需包含小相位角時的觀測結(jié)果,但并不是每一個可視期都能獲得相位角小于2度時的觀測數(shù)據(jù)。正是以上原因限制了小行星測光相位曲線研究的發(fā)展。相對于已經(jīng)有超過五千顆小行星擁有至少三個可視期的測光觀測數(shù)據(jù),目前僅有百余顆小行星的測光相位曲線獲得了相對準(zhǔn)確的分析結(jié)果�，F(xiàn)有研究方法中假定小行星幾何形狀為球體,是導(dǎo)致雖有豐富的觀測資料,但卻不能應(yīng)用于小行星測光相位曲線研究的主要原因。實際上,對于絕大多數(shù)小行星而言,它們的形狀往往是不規(guī)則的橢球體。因此,對于多個可視期的觀測數(shù)據(jù)來說,由于觀測環(huán)境的改變,導(dǎo)致不同可視期的小行星自轉(zhuǎn)軸指向與觀測者視線方向的夾角(即視界角)發(fā)生變化,使得觀測者所獲得的小行星不規(guī)則形狀的視截面積發(fā)生改變,致使測光相位曲線研究中光度不但會隨相位角變化而改變,同時還會顯著地受到視界角變化的影響,從而導(dǎo)致了不準(zhǔn)確的測光相位曲線分析結(jié)果。為了解決這一問題,就需要在研究小行星光度隨相位角改變的同時還要考慮到視界角改變的影響,歸根結(jié)底是需要考慮小行星不規(guī)則形狀的因素�；谌齾�(shù)H-G1-G2星等相位函數(shù)系統(tǒng),首先,我們利用經(jīng)典的三軸橢球體模型作為小行星形狀的近似,從而提出了考慮小行星非球體形狀的相位曲線光度模型。這一光度模型可以較好的適用光變曲線表現(xiàn)出正/余弦特征的小行星測光相位曲線研究。利用這一模型以及所收集到的測光數(shù)據(jù),我們對小行星(87) Sylvia的測光相位曲線進行了分析,獲得了較好的結(jié)果;同時,利用云南天文臺一米望遠(yuǎn)鏡,我們于2015年3月對小行星(107)Camilla進行了連續(xù)2天的觀測,并結(jié)合以往其他研究者所獲得的觀測數(shù)據(jù),準(zhǔn)確地估算了Camilla相位函數(shù)參數(shù)。但是,對于更多的小行星來說,他們擁有相比于三軸橢球體更復(fù)雜的幾何形狀,所以需要一種能更接近于真實小行星的形狀模型。因此,我們選擇了Cellinoid橢球——一種由八個八分之一橢球彼此相連組成的不規(guī)則閉合橢球體,從而建立了一套考慮小行星不規(guī)則形狀因素的測光相位曲線光度模型。這一模型具有數(shù)學(xué)形式簡單、自由參數(shù)少,可以有效地利用不同可視期測光觀測數(shù)據(jù),準(zhǔn)確描述不同類型小行星測光相位曲線特征等優(yōu)點;同時,這一模型還可以較為準(zhǔn)確地應(yīng)用于測定小行星自轉(zhuǎn)周期、自轉(zhuǎn)軸指向以及形狀等基礎(chǔ)物理性質(zhì)參數(shù)。利用這一新測光相位曲線光度模型以及所收集到的不同類型小行星(例如小行星(17) Thetis、(22) Kalliope、(29)Amphitrite、(44)Nysa以及(511)Davida)的多個可視期測光數(shù)據(jù),我們分別這些小行星的測光相位曲線進行了研究,獲得了較好的分析結(jié)果。此外,為了獲得小行星(106) Dione準(zhǔn)確的物理性質(zhì)信息,我們利用云南天文臺一米望遠(yuǎn)鏡,分別于2004年、2012年以及2015年三個可視期,對其進行了長時間的觀測。并借助馬爾科夫鏈-蒙特卡羅(MCMC)方法以及結(jié)合已發(fā)表的Dione數(shù)據(jù),我們對(106) Dione相位曲線進行了研究,同時測定了其較為準(zhǔn)確的自轉(zhuǎn)周期,并首次獲得了小行星(106) Dione自轉(zhuǎn)軸指向以及形狀的估算結(jié)果。可以預(yù)期,考慮不規(guī)則形狀因素的小行星測光相位曲線光度模型的使用可以有效地擴大研究樣本數(shù)目,從而為后續(xù)小行星表面物質(zhì)物理性質(zhì)研究提供更豐富的研究目標(biāo)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院云南天文臺)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P185.7

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