JWST-MIRI 观测到的小行星：辐射度尺寸、距离与轨道约束
地球与行星天体物理
2023-02-15 v1
摘要
小行星的红外测量对于确定单个天体的物理和热性质，以及从整体上理解太阳系小天体族群至关重要。但标准辐射度方法只有在已知天体轨道（从而已知观测时刻其位置）时才能应用。我们展示了 MIRI 对外带小行星 10920 及一个未知天体的观测，该未知天体在靠近 10920 的所有 9 个 MIRI 波段中被探测到。我们开发了一种新方法“STM-ORBIT”，可在不知天体真实位置的情况下解释多波段测量。该方法确认了 10920 的辐射度尺寸-反照率解，并对其位置和轨道给出了与其真实轨道一致的约束。10920 的地面测光观测结合 Gaia 数据表明其为一个非常细长的天体（a/b >= 1.5），自转轴极点位于 (l, b) = (178{\deg}, 81{\deg})，自转周期为 4.861191 h。热物理研究得出其尺寸为 14.5 - 16.5 km，几何反照率在 0.05 至 0.10 之间，热惯量在 9 至 35 Jm-2s-0.5K-1 范围内。对于新发现的 MIRI 天体，STM-ORBIT 方法揭示其尺寸为 100-230 m。这颗新小行星必然处于极低倾角轨道上，且在 JWST 观测期间位于主带内区。若光束参数 {\eta} 大于 1.0，则其尺寸甚至会低于 100 米，这一主带区间迄今尚未被红外探测覆盖。因此，此类 MIRI 观测可通过目前仅限于尺寸大于约 1 公里天体的经典尺寸-频率分布研究，为形成与演化研究做出贡献。我们估计，指向靠近黄道且积分时间仅几秒的 MIRI 帧总会包含若干小行星，其中大多为未知天体。
引用
@article{arxiv.2302.06921,
title = {Asteroids seen by JWST-MIRI: Radiometric Size, Distance and Orbit Constraints},
author = {T. G. Müller and M. Micheli and T. Santana-Ros and P. Bartczak and D. Oszkiewicz and S. Kruk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06921},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 10 figures, 4 tables, accepted for A&A publication on Nov 22, 2022