2016年4月，夏威夷天文臺(tái)觀測(cè)到一顆特殊的小行星——2016 HO3。這顆直徑僅約57米、自轉(zhuǎn)周期僅28分鐘的天體，因其與地球近乎同步的繞日軌道運(yùn)動(dòng)，被形象地稱為地球"準(zhǔn)衛(wèi)星"。在已知的同類天體中，它憑借穩(wěn)定的軌道和相對(duì)較近的距離，成為我國天問二號(hào)探測(cè)器計(jì)劃實(shí)施采樣返回任務(wù)的首選目標(biāo)。目前探測(cè)器已踏上征程，預(yù)計(jì)將于2025年5月29日之后抵達(dá)目標(biāo)。

關(guān)于這顆神秘天體的起源，科學(xué)界曾存在爭(zhēng)議。早期光譜分析顯示其表面物質(zhì)特征與部分月球樣本存在相似性，由此衍生出"月球碎片說"——認(rèn)為它可能是天體撞擊月球后拋射至太空的產(chǎn)物。然而該假說始終缺乏直接證據(jù)支撐，且無法解釋其軌道動(dòng)力學(xué)特征。中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)季江徽研究員團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新性研究，為解開這個(gè)謎團(tuán)提供了全新思路。

研究團(tuán)隊(duì)采用軌道動(dòng)力學(xué)模擬方法，將追蹤時(shí)限擴(kuò)展至1億年尺度，重點(diǎn)考察火星與木星間主小行星帶三個(gè)潛在源區(qū)：內(nèi)主帶的ν6長(zhǎng)期共振區(qū)、木星3:1平運(yùn)動(dòng)共振區(qū)，以及包含2萬余顆成員的Flora族小行星群。通過構(gòu)建4萬余顆虛擬天體的軌道演化模型，科研人員發(fā)現(xiàn)這三個(gè)區(qū)域均有天體能夠通過不同機(jī)制進(jìn)入與2016 HO3相似的軌道。

模擬結(jié)果顯示，ν6共振區(qū)天體在共振效應(yīng)作用下，軌道偏心率逐漸增大，近日點(diǎn)持續(xù)向地球軌道靠近；Flora族成員則先受"亞爾科夫斯基效應(yīng)"（小行星熱輻射產(chǎn)生的微弱推力）影響發(fā)生軌道漂移，最終通過ν6共振通道抵達(dá)近地空間；木星3:1共振區(qū)天體則可能在與類地行星的引力相互作用中改變軌道。三個(gè)源區(qū)的貢獻(xiàn)比例分別為3.31%、2.54%和0.39%，證實(shí)主小行星帶具備向近地空間輸送此類天體的動(dòng)力學(xué)條件。

這項(xiàng)發(fā)表于《天文和天體物理學(xué)研究》的研究成果，首次系統(tǒng)闡釋了主小行星帶向近地空間輸送特定軌道天體的動(dòng)力學(xué)路徑。不過要徹底揭開2016 HO3的身世之謎，仍需等待天問二號(hào)帶回的實(shí)物樣本。通過對(duì)樣品礦物成分、化學(xué)特征及同位素比例的精密分析，并與月球樣本、主帶隕石進(jìn)行系統(tǒng)比對(duì)，科學(xué)家將最終確定這顆地球"準(zhǔn)衛(wèi)星"的真實(shí)起源，為太陽系天體演化研究提供關(guān)鍵實(shí)證。