基于中红外观测与热物理建模的小行星表面性质

本研究致力于小行星的物理表征，重点关注近地小行星 (NEAs) 的热惯量。热惯量主导着 Yarkovsky 效应，这是一种非引力，能显著改变直径达约 20 km 的小行星轨道。然而，此前关于包括 NEAs 在内的小型小行星的热惯量知之甚少。本文报告了观测与理论工作。利用 Spitzer 空间望远镜和 3.0m IRTF，在中红外 (5-35 {\mu}m) 波段观测了小行星的热辐射。我们开发并广泛测试了一种详细的热物理模型 (TPM)；这是首个被证明适用于 NEAs 数据的详细 TPM。我们的主要结果是确定了 5 颗 NEAs 的热惯量，将已测量热惯量的 NEAs 总数增加至 6 颗。对于其中两个目标，我们修正了先前可用的估计值。我们的结果首次确定了 NEAs 的典型热惯量，约为 300 J s^{-1/2} K^{-1} m^{-2}，比大型主带小行星 (MBAs) 的典型热惯量大一个数量级以上。特别是，热惯量似乎随着小行星直径的减小而增加。同行已利用我们的结果估算了 Yarkovsky 效应的尺寸依赖性，从而解释了 NEAs 与类似尺寸的 MBAs 在尺寸频率分布上的明显差异。热惯量是指示表面是否存在颗粒物质的非常敏感的指标。我们的结果表明，即使是亚公里级的小行星也覆盖着粗粒风化层。