ASD LabSpec 4 地物光譜儀在近地天體群中識別人造天體的應(yīng)用

在2020年9月，由美國夏威夷的Pan-STARRS1望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆疑似地球的臨時衛(wèi)星，為地月系統(tǒng)帶來了一顆新的天體。起初，科學(xué)家們認(rèn)為它是一顆普通的阿波羅小行星，即軌道穿過地球的天體，并將其命名為2020SO。然而，模擬結(jié)果顯示，它將在10月變成一個繞地球公轉(zhuǎn)的小天體，成為一個迷你月球。隨后的觀察結(jié)果則讓天文學(xué)家更加困惑。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這顆神秘的天體每年圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周，其軌道偏心率與地球的公轉(zhuǎn)軌道非常相似。天體在太空中的運(yùn)動非常復(fù)雜，小天體容易受到大天體引力的擾動，因此其運(yùn)動規(guī)律也十分復(fù)雜。但是因?yàn)樗鼈兣c地球的相似性，反而顯得更加神秘。

不僅如此，2020SO的運(yùn)行速度也比普通的小行星慢，這一點(diǎn)與其他小行星有顯著的不同。由于這些原因，科學(xué)家們開始重新思考2020SO的真實(shí)身份。

2020 年 11 月至 2021 年 3 月 2020 SO 繞地球和太陽的軌道

澳大利亞弗林德斯大學(xué)的太空考古學(xué)家Alice Gorman表示，通過它的運(yùn)行速度可以推斷出其初始速度，從而推斷出它的來源?，F(xiàn)有的速度太慢，這讓科學(xué)家們感到困惑。Gorman和她的同事還推測，2020SO可能是一塊從月球上掉下來的巖石。對于這樣的天體，速度慢一點(diǎn)是正常的。然而，實(shí)際觀測表明，2020SO比這類天體還要慢。

在排除了其他可能性后，科學(xué)家們提出了一個最不可能但又唯一剩下的猜想：2020SO是一顆人造天體！

根據(jù)其軌道的反向傳播，2020 SO 被認(rèn)為是從 Surveyor 2 號月球任務(wù)發(fā)射時發(fā)射的 Centaur 火箭體 (R/B)。來自亞利桑那大學(xué)月球與行星實(shí)驗(yàn)室的研究人員使用一系列地面光學(xué)和近紅外望遠(yuǎn)鏡對 2020 SO 進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)它的反射光譜與在類似時間范圍內(nèi)發(fā)射的其他 Centaur R/B 的反射光譜一致，并且確定了 1.4、1.7 和 2.3 μm 的吸收帶與當(dāng)時 Centaur-D R/B 后艙壁輻射防護(hù)屏外部使用的聚氟乙烯一致。

圖 1. 1962 年通用動力公司正在安裝和準(zhǔn)備的Centaur照片。照片顯示了不銹鋼機(jī)身和發(fā)動機(jī)，后艙壁輻射防護(hù)罩上有白色聚氟乙烯。（圖片來源：NASA GRC）

ASD LabSpec 4 Hi-Res?地物光譜儀

為了直接比較 2020 SO 與 Centaur-D R/B 上已知的材料，作者團(tuán)隊(duì)獲取了 PVF 樣本。光譜由ASD LabSpec 4 Hi-Res 地物光譜儀獲取，該光譜儀在 0.70 μm 處具有 3 nm 分辨率，在 1.40 和 2.10 μm 處具有 6 nm 分辨率。

圖 2. Centaur-D R/B 上發(fā)現(xiàn)的兩種材料的端元光譜。

圖 3. 2020 SO 和 Centaur-D R/B 的近紅外光譜顯示出相似的特征。兩個光譜均在 1.5 μm 處歸一化。PVF 的兩個吸收帶與 2020 SO 上的吸收帶一致，用垂直箭頭表示。

本研究展示了對 2020 SO 進(jìn)行詳細(xì)表征觀測活動的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)它的反射光譜與在類似時間范圍內(nèi)發(fā)射的其他 Centaur R/B 的反射光譜一致，并且確定了 1.4、1.7 和 2.3 μm 的吸收帶與當(dāng)時 Centaur-D R/B 后艙壁輻射防護(hù)屏外部使用的聚氟乙烯一致。證明 2020 SO 是 Surveyor 2 任務(wù)中的 Centaur-D R/B。