小行星亮度變化的原因是什么?

2023-07-04 09:50

2023-07-04 11:28

小行星光變曲線的形狀千姿百態(tài),但亮度變化呈周期性,多數(shù)情況下,在一個周期內(nèi),光變曲線有兩個起伏,不過,有時也能觀測到1個或3~4個乃至多個起伏的光變曲線。一般說來,每個起伏的高低及持續(xù)時間都不一樣,另外,在大起伏上還迭回小的曲折。

研究表明,小行星是固狀天體,跟大行星一樣,靠反射太陽光而發(fā)光。因此,小行星的亮度取決于兩個條件:(1)觀測者所見受照面積和;(2)表面反照率(反射本領(lǐng))。前者跟小行星大小有關(guān)。顯然,在反照率相同的情況下,大的小行星比小的行星更為明亮;而當大小相同時,反照率大小不同的小行星其明暗程度也不相同。

另一方面,小行星除公轉(zhuǎn)之外,還繞軸自轉(zhuǎn),當小行星表面物質(zhì)不均勻時,不同表面的反照率是不一樣的,這樣,小行星的亮度隨著自轉(zhuǎn)便發(fā)生變化,數(shù)枯并且變化呈周期性。小行星亮度發(fā)生周期性變化的另一個原因是,小行星的形狀不規(guī)則敗賀,在一個自轉(zhuǎn)周期內(nèi),觀測見到不同大小的視圓面面積:面積大時亮一些;面積小時暗一些。

根據(jù)上述道理,不難理解,倘若小行星為球形,并且表面物質(zhì)均勻,亮度便不會發(fā)生變化。這種情況只為個別大小行星(如谷神星)所有;另一種不變化的情況是,小行星的自轉(zhuǎn)軸朝向觀測者,此時,不論在什么自轉(zhuǎn)位相,觀測者所見的總是同一個表面。這種情況不是對所有小行星都能發(fā)生的,而且一般說來,一旦某個小行星出現(xiàn)這種情況,也僅限于個別年份,在別的年份,由于觀測者視線方向跟自轉(zhuǎn)軸方向不重察畢派合,該小行星的亮度不再會是恒定不變的了。

綜上所述,小行星亮度變化的原因有兩個,一個原因為形狀,另一個原因是反照率。這兩個原因可以一個為主,也可同時起作用,但以前者占多數(shù)。因此,小行星光變曲線大體上可分為三大類:(1)主要由形狀不規(guī)則造成的;(2)形狀不規(guī)則同時表面上反照率變化亦起重要作用;(3)小行星接近球形,但表面上反照率不均勻產(chǎn)生的。

另外,還需說明一點,實際情況比以上分類要復雜得多,區(qū)分究竟是反照率變化還是形狀不規(guī)則,有時并不是那么容易的。一般說來,對同一個小行星,不同年份的光變曲線形狀是不一樣的,但周期保持相同。其中道理很簡子,就是在不同的年份,自轉(zhuǎn)軸跟視線的相對方向發(fā)生變化,因而觀測者所見視圓面面積不一樣,除此之外,光變曲線還跟太陽的照射條件,因而跟小行星的位相有關(guān)。