发现第一个三合小行星系统

单位。一个天文单位是9300万英里（1.5亿公里），是太阳和地球之间的平均距离。四年前，西尔维亚被发现拥有一颗卫星，使得它成为了大约60颗太阳系内已知的双小行星系统的一员。其中17对双小行星都位于小行星主带之中，已经被地基大望远镜上的自适应光学系统或者哈勃（Hubble）太空望远镜直接拍摄到了。现在，在西尔维亚周围发现了第二颗卫星，使得它成为了一个三合小行星系统。最新被发现的西尔维亚卫星沿着一条接近圆形的轨道围绕着主星运转，轨道平面和公转方向与月球围绕地球的轨道相同。最靠近主星的小卫星距离西尔维亚大约710公里（450英里），名叫瑞摩斯，是一个仅有7公里（4.4英里）宽的小天体，每33小时围绕西尔维亚一周。第二颗卫星罗穆卢斯的轨道半径约为1360公里（860英里），宽约18公里（11.3英里），轨道周期为87.6小时。小行星西尔维亚的自转速率相当快，每5小时11分钟就自转一周。 “很久以来，人们一直在寻找多小行星系统，因为主带中的双小行星系统似乎是普遍存在的，另外它们形成的场景，例如两颗小行星撞击之后的分裂与重新吸积，也暗示一些碎片应该围绕着较大的小行星运行，”马切斯说。“我简直无法相信我们真的会找到这样一个系统。” 根据对小卫星轨道长达2个月的观测，马切斯和他在巴黎的同事们能够精确地计算出西尔维亚的质量和密度，结果显示这是一颗由碎石堆积而成的小行星，马切斯说。这些小行星是石块的松散聚合体，这些石块大概是在一颗小行星撞入另一颗小行星时，其中一颗或者两者都发生碎裂而产生的。后来较大的碎裂岩石积聚在一起，形成了新的小行星。而小卫星则可能是撞击留下的残骸，被新形成的小行星的引力所俘获，最终在一条环绕小行星运行的轨道上稳定下来。 “这就是大部分拥有同伴的主带小行星都具有碎石堆积结构的原因，”他说。“因为它们的形成过程，我们期待将会看到更多类似的多小行星系统。” 这颗小行星的密度为每立方厘米1.2克，比水的密度高出20%，这意味着它是由原始小行星上的水、冰和碎石所组成的。根据此前对这颗小行星所做的光谱分析，这也许是一颗含水含碳的球粒陨星（小行星）。 “它可能含有多达60%的孔洞，”天文学家丹尼尔·赫斯特罗弗（Daniel Hestroffer）说，他是论文的三位合作者之一，来自于巴黎天文台。这项发现是由欧南台甚大望远镜（VLT）中的一架8米望远镜（Yepun）上配备的红外相机所完成的，望远镜的自适应光学系统提供了极高的角分辨率。通过天文台先进的“观测服务模式”，马切斯及其同事不需要飞到智利，就可以取得许多小行星在6个多月以内的观测图像。这些观测的DVD数据被定期寄往伯克利，以供分析研究。马切斯将这一发现在他的架子上扣押了几个月之久，因为他一直等到整个计划完成之后，才开始处理这些数据，然后才将它们寄给了巴黎天文台的同事帕斯卡·戴斯坎珀斯（Pascal Descamps）。就在2005年3月，马切斯准备去度假的时候，戴斯坎珀斯给他发了一条标题为“87号小行星西尔维亚是三合星？”的短讯，指出他可以在一些西尔维亚的图像周围，看到2颗小卫星。整个研究小组这才开始迅速集中火力，分析数据，撰写论文，向8月份里约热内卢召开的会议递交摘要，向国际天文学联合会提交命名申请。一系列图片，显示了两颗围绕着西尔维亚运行的小卫星的轨道。从西尔维亚放大的照片上可以看出，这颗小行星土豆一样的外形。Credit: Marchis et al., UC Berkeley, ESO 马切斯及基同事们希望利用凯克和双子星望远镜的自适应光学系统，获取这颗三合小行星系统的更优质图像，以确定它们准确的轨道，验证西尔维亚的形成理论，并且描绘这个系统的演化过程。他们已经看到了这些卫星的轨道进动，这是西尔维亚不规则的外形所产生的结果。论文的第四位作者是Jerôme Berthier，同样来自于巴黎天文台。现在被命名为罗穆卢斯的卫星是在2001年由M. E. Brown和J. L. Margot利用夏威夷莫纳克亚山顶上的凯克II望远镜发现的。
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