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智神星

小行星

智神星（英语、拉丁语：Pallas），小行星序号是2 智神星（2 Pallas），是人类继谷神星（小行星带中唯一的矮行星）后所发现的第一颗小行星。估计质量是小行星带的7%[12]。[12]智神星直径为544千米（338英里），比灶神星稍大一些，但是其质量却比灶神星轻10–30%[5]，所以智神星是小行星带中第二重的小行星。智神星可能是太阳系中最大的不规则天体（也就是本身的重力不能使外貌呈现圆滑），也可能是残余的原行星。

智神星 ⚴
发现
发现者海因里希·欧伯斯
发现日期1802年3月28日
编号
命名依据雅典娜
小行星分类智神星族
形容词Palladian[1]
轨道参数[2][3]
历元 2008年8月22日 (JD 2454700.5)
远日点510.468 Gm (3.412 AU)
近日点319.005 Gm (2.132 AU)
半长轴414.737 Gm (2.772 AU)
离心率0.231
轨道周期1686.044 日 (4.62 儒略年)
平均轨道速度17.65 km/s
平近点角306.605°
轨道倾角34.838°
升交点黄经173.134°
近日点参数310.274°
物理特征
大小582×556×500±18 km[4]
544 km[3]
质量(2.11±0.26)×1020 kg[5]
平均密度~2.8 g/cm³[4]
表面重力~0.18 m/s²
~0.32 km/s
自转周期0.325 55 d
(7.8132 h)[6]
转轴倾角大约78 ± 13°[7]
反照率0.159 （几何）[8]
温度≈ 164 K
最高: ≈ 265 K (−8 °C)
光谱类型B-型小行星[9]
视星等6.4[10]至10.6
绝对星等(H)4.13[8]
角直径0.629″至 0.171″[11]

天文学家海因里希·欧伯斯在1802年3月28日发现智神星，那时被归类为行星。事实上，19世纪初期发现的小行星都曾经被归类为行星，直到1845年有更多的小行星被发现之后，才重新分类。

智神星的表面似乎由[13]硅酸盐组成；表面光谱和密度类似于碳质球粒陨石。智神星有异常高的轨道倾角（高达34.8°）、高离心率，类似冥王星，所以太空船很难前往智神星拜访[* 1][15]。

命名 编辑

智神星是以希腊神话海神特里同的女儿帕拉斯（即雅典娜的别称）[16][17]命名的。在其它的神话，雅典娜杀死了帕拉斯，然后悲伤的承袭朋友的名字[18]（在希腊神话，有几位男性的神也有相同的名字，但首度命名小行星时，总是使用女神的名字）[* 2]。

橄榄陨铁（英语：pallasite）和智神星无关，而是依据德国博物学家彼得·西蒙·帕拉斯命名的。另一方面，化学元素钯的拉丁文名称Palladium是以智神星来命名的，因为就在发现这颗小行星之后，科学家也发现该元素[19]。另一种依据小行星来命名的元素是铈。

与其他的小行星一样，智神星也有天文符号，是一个圆圈里面写上发现的序号，②。然而，它还有个较旧的标志性符号：⚴ （ 或者是 ）[20]。

观测史 编辑

天文学家朱塞普·皮亚齐在1801年发现一颗天体，起初他认为是一颗彗星，但很快的他就宣布观测到的是不同类型的天体，因为他注意到它的运动不同于彗星，速度是缓慢而且均匀的。但是之后几个月却丢失了这个天体的行踪，直到年底才被弗朗兹·冯·札奇（Franz Xaver von Zach）和奥伯斯依据高斯初步计算出的轨道位置再度寻获。这个目标就是现在列为矮行星的谷神星，是被发现的第一颗小行星[21][22]。

 
约翰·希罗尼穆斯·施罗特于1811年不准确地估计智神星的体积。施罗特错误地认为智神星的直径超过3000公里，大于冥王星（施罗特估计其体积时冥王星尚未被发现）。

奥伯斯在几个月之后企图找到谷神星，当时他注意到谷神星附近有另一个天体正在移动，它就是智神星，当时正巧经过谷神星附近。这个新天体的发现引起了天文界极大的兴趣，因为之前天文学家曾推测在木星和火星之间的空隙应该有一颗行星，而现在却出乎意料之外的发现了第二颗[23]。在智神星被发现之际，估计它的大小为直径3,380公里[24]，即使到了1979年，估计智神星的直径依然有673公里（仍比现在认定的值大26%）[25]。

 
根据国际天文学联合会2006年行星定义建议草案的矮行星潜在候选者[26]。智神星是下排从右方数起第二个。

高斯测定智神星的轨道，估计其周期是4.6年，与谷神星相近，但是智神星相对于黄道平面有很高的轨道倾角[23]。

日本天文学家平山清次在1917年开始研究小行星的运动，比较一系列小行星的平均运动、轨道倾角和离心率，发现了几个不同的族群。他在稍后提出的论文中列出了三颗与智神星有关联的小行星，因为智神星是最大的一颗，因此这些小行星被命名为智神星族 [27]。到了1994年，已经有十数颗小行星被确认属于这个家族，它们的轨道半长轴介于 2.50–2.82 天文单位，轨道倾角在33–38°之间[28]。科学家在2002年更经由光谱的比较，证实这种分组的有效性，确认它们属于同一个家族[29]。

科学家已经观测过几次智神星掩蔽恒星的现象。1983年5月29日，140位科学家进行智神星掩蔽观测，这是最佳的一次观测。这次的结果是科学家第一次精确测量智神星[30][31]。 科学家在1979年5月29日掩星中，发现它可能有一颗微小的卫星，但是未能证实。1980年散斑干涉法的观测报告显示有一颗直径175公里卫星存在，但是后来科学家否定这个结果[32]。

科学家曾经从在火星轨道上环绕/或登陆的太空船发射电波至智神星，借由其对火星微小的摄动以估计智神星的质量[33]。

曙光号研究团队在2007年9月获得哈伯太空望远镜来观测智神星，当时它位于冲的位置。研究团队在这颗小行星最接近太阳时进行观察，以便将智神星与谷神星和灶神星互相比较[4][34]。

特征 编辑

 
大小比较：最早发现的10颗小行星与月球（灰色）轮廓的比较。智神星是左侧的第二颗。

智神星和灶神星都曾经被科学家认为是第二大小行星[35]。 然而，虽然智神星的体积明显的比灶神星大，但智神星的质量只有谷神星的22%[12]，和大约是月球的0.3%。

相较于灶神星，智神星距离地球较远，反照率也较低，因此光度昏暗。事实上，非常小的虹神星在冲时的平均亮度都凌驾于智神星之上[36]。 智神星在冲时的平均视星等是+0.8，位于10X50的双筒望远镜可见的范围之内。智神星与谷神星和灶神星不同，在离日度较小时，其光度会降至+10.6等，科学家需要使用更强而有力的光学仪器来观测。智神星在罕见的近日点冲，光度可以达到+6.4等，正好在裸眼可见的极限[10]。 2014年2月，智神星的亮度可以达到+6.96等[37]。

智神星的动力学参数对于如此大的天体而言并不寻常。尽管智神星与小行星带中心区域的小行星与太阳距离相同，但它的倾角相当高，离心率则相当低。此外，智神星的轴向倾斜也非常高，不是78±13° 就是65±12°（基于不明确的光度曲线，极的指向是朝向黄道座标 （β, λ） = （−12°, 35°）或（43°, 193°），不确定值约为10°）[7]；哈伯太空望远镜在2007年的观测及凯克望远镜在2003年和2005年的观测都认同这种解释[4][38]。 这意味着，每个智神星的夏季和冬季，就如同地球的年一样，大部分的表面都衡订恒定的受到阳光照射，或是恒定的黑暗。

科学家根据光谱的观测判断智神星表面主要元素是低铁和含水的硅酸盐。这些矿物的类型包括橄榄石和辉石，它们是在CM陨石球粒中发现的 [39]。 智神星表面的成分和Renazzo 碳质球粒陨石（CR）陨石非常类似，它的含水矿物甚至低于CM型[40]。Renazzo陨石是于1824年在意大利发现的，并且是已知最原始的陨石之一[41]。

 
这幅动画演示了智神星与木星18:7共振的模式。智神星的运动显示相关于太阳旋转（即以太阳为中心）的参考框架与等同于木星轨道周期的时期。因此，出现在左上角的粉红色木星椭圆轨道几乎是固定的。火星的运动是橘色，地－月系统是蓝色和白色。智神星的轨道在黄道的上面是绿色，在下面是红色。与木星接近18:7的共振模式只依循顺时针方向的运动（也就是，没有天秤动）。

科学家对智神星表面的特征所知甚少。科学家从2007年哈伯太空望远镜拍摄的影像研究其表面变化（画素的解析力大约是70公里），但是智神星反照率只有12%，使得表面特征并不明显。科学家透过可见光和红外线滤色片检视光度曲线之间的微小变化，智神星在紫外线上有着重大的差异，暗示在285°（西经75°）附近的特征。智神星自转似乎是顺行的[4]。

科学家相信智神星曾经经历过某种程度的热蚀变和部分的分异[4]，这表明它是一颗原行星。当太阳系的行星形成时，天体透过吸积的过程成长到大约这样的大小。许多这样的天体已被纳入更大的天体，成为行星，而其它天体则与其他原行星碰撞而毁坏。智神星和灶神星是此种行星形成早期阶段可能的幸存者[42]。

智神星在国际天文学联合会2006年行星定义早期的草案中被列为行星候选者，最后因为未具备定义中将环绕在轨道附近小天体清除的条件而被排除[43][44]。 科学家在将来如果发现它的表面达到流体静力平衡，可能会被归类为矮行星。

近似的共振 编辑

智神星与谷神星有近似1:1近似轨道共振[45]；与木星有着18:7共振（周期大约6,500年）与接近5:2共振（周期83年）[46]。

从智神星看行星凌日 编辑

智神星上偶尔可以观察到水星、金星、地球和火星凌日。 地球最近一次凌日是在1968年和1998年，下一次会在2224年。水星是在2009年10月；金星的上一次和下一次分别是1677年和2123年，而火星是在1597年和2759年[47]。

探测 编辑

还没有任何太空船探测过智神星。原本如果曙光号成功研究灶神星和谷神星后，还有足够的燃料，它的任务可能会延长，并试图在2018年智神星穿越黄道平面时飞越它。然而因为智神星的高轨道倾角，使得曙光号轨道无法接近它[48]。事实上，飞越智神星探测需要设计其他太空船[* 3]。最后它于2018年十一月，在灶神星轨道上结束了他的一生。

附加资料 编辑

智神星从2005至2020年的位相（与太阳的冲，合，留与顺逆行）

留，逆行 冲 距离至
地球的距离 (AU)		 最大
亮度 (mag)		 留， 顺行 合日
2005年2月14日 2005年3月23日 1.37020 7.1 2005年5月7日 2005年11月18日
2006年5月2日 2006年7月1日 2.52251 9.5 2006年8月24日 2007年2月1日
2007年7月6日 2007年9月3日 2.25303 8.8 2007年10月22日 2008年3月29日
2008年10月28日 2008年12月4日 1.56731 8.0 2009年1月21日 2009年9月12日
2010年3月24日 2010年5月3日 1.94004 8.6 2010年7月2日 2010年12月22日
2011年5月25日 2011年7月29日 2.54744 9.5 2011年9月16日 2012年2月22日
2012年8月9日 2012年9月24日 1.96443 8.3 2012年11月17日 2013年5月9日
2014年1月5日 2014年2月20日 1.23636 7.0 2014年3月23日 2014年10月25日
2015年4月19日 2015年6月11日 2.38719 9.4 2015年8月7日 2016年1月19日
2016年6月18日 2016年8月20日 2.40255 9.2 2016年10月7日 2017年3月14日
2017年9月24日 2017年10月27日 1.70519 8.2 2017年12月23日 2018年8月5日
2019年3月4日 2019年4月8日 1.57083 7.8 2019年6月1日 2019年12月2日
2020年5月10日 2020年7月12日 2.55643 9.6 2020年9月1日 2021年2月9日

相关条目 编辑

注解 编辑

  1. ^ 帕拉斯陨石不是以智神星命名的，而是一位科学家的名字命名。所以它们起源不同[14]
  2. ^ 由于Pallas已经是希腊的名字，因此不同于谷神星和灶神星，还有小行星的名字也是Pallas。在所有其它的语言中，大多直接使用Pallas或它的变形：意大利文是Pallade，俄罗斯文是Pallada，西班牙文是Palas，阿拉伯文是Bālās。唯一的例外是中文，Pallas被称为”智神星”（zhìshénxīng）。这是女神帕拉斯在中国使用的希腊名称（帕拉斯 pàlāsī）
  3. ^ 一位曙光号团队成员解释说：与曙光号同样等级的太空船不可能前往智神星进行探测，因为太空船需要更多的推力才能抵达智神星。智神星相对于黄道面有高度的倾斜，要离开黄道面进入智神星轨道需要大量的能源。我做过智神星探测器的设计工作，即使只去智神星，以曙光号的设计还是不可能达成。[49]

参考资料 编辑

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延伸阅读 编辑

  2. E. Goffin New determination of the mass of (2) Pallas （页面存档备份，存于互联网档案馆），Astronomy and Astrophysics, Vol. 365, pp. 627 (2001).

外部链接 编辑

维基共享资源中相关的多媒体资源：智神星


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