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司瑟星

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33 Polyhymnia
司瑟星的軌道（2009年1月1日）
發現[1]
發現者讓·沙科納克
發現日期1854年10月28日
編號
命名依據波呂許謨尼亞
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帶
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（紅外測量）[4]
53.98±0.91 km[5]
64±6 km（掩星觀測）[6]
自轉週期18.60888±0.00029 小時[7]
光譜類型S[3]或者Sq[8]
絕對星等(H)8.55[3]

司瑟星（英語：33 Polyhymnia）[9]是一顆太陽系主小行星帶中的一顆小行星，由法國天文學家讓·沙科納克於1854年10月28日發現，並以希臘神話中的聖歌繆斯波呂許謨尼亞命名。該小行星的軌道具有較高的偏心率，最小軌道交會距離為0.91天文單位，視星等最高可達10等。司瑟星的軌道與木星呈22:9的平均運動共振狀態，且其自轉周期約為18.608小時。但對其的密度研究卻地出不切實際的結論。

發現和命名

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司瑟星由法國天文學家讓·沙科納克在1854年10月28日發現[1]，並以希臘神話中聖歌繆斯之一的波呂許謨尼亞的名字命名[10]。

物理特性

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自轉周期和自轉軸

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2008年，新墨西哥州拉斯克魯塞斯的奧根梅薩天文台對司瑟星進行光度觀測，得出的光變曲線周期為18.609 ± 0.002小時，亮度變化為0.15 ± 0.02星等。該結果與1980年進行的一項研究一致[11]。2011年，研究人員通過額外的觀測重新檢驗了這些結果，得出了修正的估計值為18.608 ± 0.001小時，亮度變化0.18 ± 0.02星等[12]。2020年，對2008年至2019年司瑟星光度數據的分析，確定了更精確的自轉周期為18.60888±0.00029 小時。同時，還確定了司瑟星的兩個可能的北極方向，兩個解都表明相對於黃道的軸傾角為151–155°（黃緯–61°至–65°）[7]。

軌道

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由於偏心率較高（0.338），司瑟星可以接近地球（最小軌道交叉距離為0.91天文單位），其天空視星等可達到10級[13]。司瑟星的軌道與木星處於22:9的平均運動共振狀態。計算得出的這顆小行星的李雅普諾夫時間為10,000年，表明它處於一個混沌軌道，並且由於行星的引力攝動，其軌道會隨時間隨機變化[14]。從1854年到1969年間對司瑟星位置的測量用於確定木星對其的引力影響，得出木星相對於太陽的反質量比為1,047.341 ± 0.011[15]。

成分

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1995年和2002年進行的可見光光譜分析表明，司瑟星是一顆S-型小行星，這意味著它主要由岩質矽酸鹽組成[3]。 具體來說，司瑟星的光譜在0.67微米波長處表現出一個吸收帶，這表明其表面有橄欖石和輝石，類似於Q-型小行星[8]（pp. 155, 164–165）。由於司瑟星同時具備S-型和Q-型小行星的特徵，因此根據SMASS分類法，它被進一步歸類為Sq型小行星[8]（pp. 155, 164–165）。1985年，無線電望遠鏡曾利用雷達對司瑟星進行了研究[16][17]。

質量和密度的研究

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伯努瓦·卡里（Benoît Carry）在2012年的一項研究中，基於司瑟星對其他太陽系天體的引力影響估計其質量為(6.20±0.74)×1018 千克[5]。然而，考慮到司瑟星的直徑為54 km（34 mi），這一質量意味著其密度高達75.28±9.71 克/立方厘米。如此高的密度是不現實的，因此卡里認為司瑟星的質量和密度估計不可靠[5]。卡里的研究中還測量了其他幾顆與司瑟星直徑相似的小行星的密度，結果這些小行星也被發現有著極高的密度[5]。由於司瑟星體積較小，其對其他天體的引力影響極難探測，可能導致質量和密度估計值極為不準確[5]。例如，直徑68 km（42 mi）的小行星675在卡里的研究中，最初測量的密度為73.99±15.05 克/立方厘米[5]，但2019年改進的軌道計算表明，其實際密度要低得多，僅為3.99±1.94 克/立方厘米[18]。

自卡里的研究以來，還沒有其他經過同行評審的研究嘗試確定司瑟星的質量和密度[19]。然而在2023年，研究員范麗對司瑟星與其他小行星的近距離接觸進行了初步分析，並確定了較低的質量，為(1.03±0.40)×1018 千克[20]。根據司瑟星的直徑，這一質量估計表明密度為7.5±3.6 克/立方厘米或12.4 克/立方厘米，基於掩星觀測得出的直徑為64 ± 6 km（39.8 ± 3.7 mi），基於紅外測得出的直徑54 km（34 mi）[20][21]。

2023年，研究人員埃文·拉福吉（Evan LaForge）、威爾·普萊斯（Will Price）和約翰·拉菲爾斯基（Johann Rafelski）推測，如果對司瑟星的極高密度推測是正確的，且超重元素能夠足夠穩定，那麼司瑟星星可能由原子序數為164附近的高密度超重元素組成[22]。然而，如上所述，司瑟星的密度很可能沒有這麼高[20][21]。

參考來源

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  1. ^ 1.0 1.1 Numbered Minor Planets 1–5000, Discovery Circumstances (IAU Minor Planet center), [2013-04-07], （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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 可免費查閱. doi:10.3847/0004-6256/152/3/63 可免費查閱. 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 可免費查閱, 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]. （原始內容存檔於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. ^ 李競; 余恆; 崔辰州; 中國天文學會天文學名詞審定委員會; 全國科學技術名詞審定委員會天文學名詞審定委員會審定 (編). 英汉天文学名词. 北京: 中國科學技術出版社. 2015: 253. ISBN 9787504669773 （中文（中國大陸））. 
  10. ^ Lagatta, Eric. Study: Asteroid known as Polyhymnia may contain 'superheavy' elements unknown to humans. USA TODAY. [2024-10-20]. （原始內容存檔於2024-04-14） （美國英語）. 
  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]. （原始內容存檔於2023-10-22）. 
  14. ^ Šidlichovský, M., Svoren, J.; Pittich, E. M.; Rickman, H. , 編, 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. 
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  18. ^ Kretlow, Mike. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA) – Summary for: (675) Ludmilla. Size, Mass and Density of Asteroids (SiMDA). [24 October 2023]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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]. （原始內容存檔於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 可免費查閱. doi:10.1140/epjp/s13360-023-04454-8. 812. 

外部連結

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