我国科学家揭示天问二号目标小行星起源新说 或源自主小行星带

一、悬而未决的"身世"之问 2016年4月,美国夏威夷天文台发现了一颗直径约57米的微型天体,编号2016 HO3。这颗天体虽体量微小,却因其独特的运行方式引发广泛关注——它与地球保持近乎同步的公转节律——从地球视角观测——始终在附近伴随运行,被天文学界称为地球"准卫星"。在已知的同类天体中,2016 HO3轨道稳定、距地较近,成为我国天问二号小行星探测器的采样返回目标。2025年5月29日,天问二号成功发射升空,目前正在奔赴这颗小行星的途中。 然而,这颗天体究竟从何而来,长期以来众说纷纭。此前有研究依据光谱观测数据提出假说,认为2016 HO3表面物质的光谱特征与部分月球样本存在相似性,推测其可能是其他天体撞击月球后被抛射至太空的产物,即所谓"月球之子"。但此假说始终缺乏直接证据支撑,科学界对此存有较大争议。 二、换道追溯:轨道动力学的新视角 为破解这一谜题,中国科学院紫金山天文台季江徽课题组另辟蹊径,从轨道动力学演化角度切入,通过大规模数值模拟追溯2016 HO3的可能迁移路径。 研究团队将目光聚焦于火星与木星之间的主小行星带,选取了三个最具代表性的潜在"发源地":内主带的ν6长期共振区、木星3:1平运动共振区,以及拥有逾两万颗已知成员的Flora族(花神星族)。其中,Flora族的光谱特征与2016 HO3高度相似,是研究团队重点考察的对象。 基于上述三个区域的实际观测数据,研究人员构建了超过四万颗模拟小天体,通过数值计算追踪其长达一亿年的轨道演化过程,以判断哪些天体最终能够进入与2016 HO3相近的轨道区间。 三、模拟结果:主小行星带具备"输送能力" 模拟结果显示,三个候选区域均有一定比例的模拟天体能够成功迁移至目标轨道:ν6共振区约占3.31%,Flora族约占2.54%,木星3:1共振区约占0.39%。这一结果从轨道动力学层面证明,主小行星带完全具备向近地空间输送类似2016 HO3天体的能力。 研究人员继续厘清了不同区域天体的迁移机制。ν6共振区的天体在共振作用驱动下,轨道偏心率逐渐增大,近日点距离持续缩小,最终逼近地球轨道;Flora族天体则受"亚尔科夫斯基效应"影响——即小行星吸收太阳辐射后通过热辐射产生微小推力,导致轨道缓慢漂移——先行进入ν6共振区,再沿相似路径向近地空间演化;木星3:1共振区的天体则可能在强共振扰动及与类地行星近距离交会的共同作用下,逐步调整至与2016 HO3相近的轨道构型。 上述研究成果近期作为亮点论文发表于国际学术期刊《天文和天体物理学研究》,标志着我国在近地小天体起源动力学研究领域取得重要进展。 四、理论先行,实测待证 此次研究首次系统揭示了主小行星带向近地空间输送类似天体的动力学机制,为理解地球"准卫星"的起源与演化提供了全新的理论框架,也为天问二号的科学探测任务奠定了重要的理论基础。 然而,理论模拟终究只是推演,2016 HO3的真实起源仍有待实物样本的最终验证。季江徽表示,天问二号将小行星样品带回地球后,科学家将对样品的矿物组成、化学成分及同位素比例等关键参数开展精密分析,并与月球样品及主带陨石数据进行系统比对,从而确定这颗小行星的真实来源。这批样品一旦取回,将为太阳系天体演化研究提供极为珍贵的第一手实测数据。

小行星2016 HO3看似微小,却连接着月球、主带与近地空间之间的物质交换与动力学演化;数值模拟给出了更具系统性的线索,但真正的定论仍将来自样品“开箱”后的证据。当天问二号把来自深空的颗粒带回地球,答案不仅关乎一颗“准卫星”的来历,也将为人类理解太阳系演化提供一块可被反复验证的“基石数据”。