近期,中国科学院紫金山天文台季江徽课题组对我国首个小行星采样返回任务“天问二号”的探测目标—近地小行星(469219)Kamoʻoalewa(临时编号 2016 HO3)的起源问题提出了新的科学解释,这颗地球“准卫星”可能并非源自月球撞击产生的抛射物,而更有可能起源于火星与木星之间的主小行星带。研究成果于2026年2月10日在《Research in Astronomy and Astrophysics》以 Letter 形式发表,并被选为当期封面论文。
2016 HO3 于2016年4月27日由夏威夷Haleakala天文台的Pan-STARRS1巡天望远镜发现,直径约57米,自转周期约28分钟。其绕太阳公转的周期与地球几乎相同,且从地球视角看长期在地球附近伴随运行,因此被归类为地球“准卫星”。在目前已知的准卫星中,2016 HO3轨道相对稳定、距离地球较近,成为开展近距离探测和采样研究的理想目标。此前的光谱观测结果显示,2016 HO3表面物质的光谱特征与部分月球样本存在一定相似性,因此有研究推测其可能源自月球撞击抛射物。然而,这一假说仍存在不确定性。为进一步探究其真实起源,研究人员从轨道动力学演化角度出发,系统评估了主小行星带作为其潜在源区的可行性。
研究团队选取了三个候选源区:内主带的ν6长期共振区、木星3:1平运动共振区以及Flora族。基于这些区域的实际观测数据构建了大量模拟小天体(即测试粒子),并通过数值计算方法追踪其长达1亿年的轨道演化。模拟结果显示,三个候选源区均有一定比例的测试粒子能够在长期演化后进入类似2016 HO3的轨道(如图1)。其中,来自ν6共振区和Flora族的测试粒子分别有3.31%和2.54%能够演化至类2016 HO3轨道,而来自木星3:1共振区的比例则为0.39%。
进一步研究揭示了不同主带候选源区的模拟小天体演化至类2016 HO3轨道的典型动力学迁移路径:来自ν6共振区的粒子在共振作用下增大偏心率、减小近日点距离,从而进入近地空间;来自Flora族的粒子则在亚尔科夫斯基效应驱动下缓慢漂移至ν6共振区,随后经历与该区粒子类似的轨道演化过程;而位于木星3:1共振区的粒子,则可能在强共振作用及与类地行星的密近交会影响下进入与2016 HO3相似的轨道(如图2)。
该研究基于大规模数值模拟,系统揭示了主小行星带向近地空间输送类似2016 HO3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新的视角,也为“天问二号 ”任务的科学研究提供了关键理论支撑。
“天问二号”任务是中国行星探测工程的重要组成部分,已于2025年5月29日成功发射,将飞赴近地小行星2016 HO3开展近距离探测,并采集其表面样品返回地球。未来,当“天问二号”将样品成功带回地球后,科学家将对其矿物组成、化学成分及同位素比例等关键特征开展精密分析,并与月球样本及主带陨石数据进行系统比对,从而进一步揭示这颗小行星的真实起源。
本研究第一作者为紫金山天文台硕士研究生王彦东,通讯作者为季江徽研究员,合作者包括胡寿村副研究员和博士研究生应佳峻。该工作得到国家自然科学基金项目和紫金山天文台小行星基金会的资助。
论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-4527/ae3b2d

图1:模拟小天体的初始轨道半长轴和轨道倾角分布。

图2:不同主带候选源区的模拟小天体演化至类2016 HO3轨道的典型演化路径,从上至下分别为共振、Flora族和3:1平运动共振。
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