一顆直徑約57米、自轉周期僅28分鐘的近地小行星2016 HO3,自2016年4月27日被發現以來,其起源問題始終困擾著天文學界。這顆因長期伴隨地球運行而被歸類為"準衛星"的天體,近期因中國科學院紫金山天文臺研究團隊的突破性發現,再次成為科學界關注焦點。
此前光譜分析顯示,該小行星表面物質與部分月球樣本存在相似性,由此引發"月球撞擊拋射物"假說。但紫金山天文臺季江徽研究員團隊通過軌道動力學研究提出全新觀點:這顆地球"準衛星"更可能源自火星與木星之間的主小行星帶。研究團隊歷時三年構建的數值模型,為這一論斷提供了關鍵證據。
研究團隊選取了三個重點區域作為候選源區:內主帶的ν6長期共振區、木星3:1平運動共振區以及花神星小行星族。通過模擬1億年間超過50萬顆測試粒子的軌道演化,發現這三個區域均有顯著比例的粒子最終進入與2016 HO3相似的軌道特征。其中ν6共振區的粒子通過共振作用增強偏心率,花神星族粒子經由共振區遷移,而木星3:1共振區粒子則在與類地行星的相互作用下完成軌道調整。
數值模擬顯示,來自ν6共振區的測試粒子在經歷長期共振作用后,其軌道偏心率顯著增大,近日點距離縮小至地球軌道范圍內。花神星族粒子的演化路徑更為復雜,這些初始位于2.3-2.5天文單位的小天體,先通過雅科夫斯基效應緩慢漂移至ν6共振區,再經歷與原生區域粒子相似的軌道調整過程。木星3:1共振區的粒子則展現出獨特的演化模式,在共振作用與行星引力攝動的雙重影響下,約12%的測試粒子在1億年內進入近地空間。
這項研究通過構建高精度動力學模型,系統梳理了主小行星帶向近地空間輸送天體的完整路徑。研究團隊特別指出,2016 HO3當前軌道與地球的相對距離保持在38-100倍地月距離之間,這種特殊軌道狀態的形成需要極其精確的初始條件。數值模擬結果證實,主小行星帶三個特定區域均能提供滿足這些條件的源天體。
該發現為正在籌備中的天問二號任務提供了重要理論支撐。作為我國首個近地小行星采樣返回任務,天問二號計劃對2016 HO3開展就位探測與樣本采集。研究團隊建立的軌道演化模型,不僅有助于精準定位探測器著陸點,更為解析地球準衛星的物質組成與演化歷史提供了關鍵工具。這項突破性成果已發表于國際權威期刊《天文學與天體物理學》,獲得同行專家高度評價。











