艺术家对木星特洛伊小行星的构想。图片来源：NASA/喷气推进实验室-加州理工学院
Subaru望远镜与第一代超宽视场相机Suprime‑Cam观测揭示木星特洛伊小型小行星颜色与尺寸关系的新发现
研究显示小型特洛伊小行星颜色分布呈连续分布，且尺寸分布与颜色无显著差异，为解开其起源和演化提供重要线索。
研究背景木星绕太阳运行时，其轨道上存在两个稳定区，前方和后方各聚集着大量小行星，统称“木星特洛伊小行星”。这些小行星被认为保存着早期太阳系的物质与信息，常被视为太阳系的“化石”。
以往的研究表明，较大的木星特洛伊小行星可以按反射特性分为两类：红色的“D 型”和较少红色的“P 型／C 型”。小行星的颜色被认为与其组成及在太阳系中形成的距离有关，因为早期太阳系的温度梯度决定了不同物质的冷凝条件。
木星特洛伊群体中存在两种可能在不同区域形成、但现在共存于同一轨道区间的物体，具体原因尚不清楚。有人提出，巨行星的早期大规模迁移可能将远距离的小天体输送至木星轨道附近。
本研究的新视角本研究团队来自职业与环境卫生大学、日本国立天文台以及神户大学，聚焦于小型木星特洛伊小行星。由于小行星在其历史中经历过多次碰撞，许多小型小行星被认为是大父体破碎产生的碎片。相较于大型小行星的表面已受到长期空间环境影响，较小的碎片更有可能保留父体内部的信息。因此，研究小型小行星的颜色能为父体的原始组成提供宝贵线索。
观测方法与意义多色光度测量：小型特洛伊小行星因光度极低，难以进行高效的光谱观测。团队采用Subaru望远镜的第一代超宽视场相机Suprime‑Cam进行多色光度测量。
Suprime‑Cam的“最后一夜”：随着第二代相机Hyper Suprime‑Cam（HSC）的投入使用，Suprime‑Cam已被计划退役。HSC视场约为Suprime‑Cam的七倍，极大提升了巡天效率，但由于体积较大，滤光片更换耗时显著。
快速多滤光测量：小行星自转导致反射光强随转动变化，快速多滤光测量可在短时间内完成，从而减小旋转造成的光度误差。
“Suprime‑Cam 对本研究至关重要，它使我们能够在广阔天空区域内进行快速多色观测。” – 吉田富美（职业与环境卫生大学／千叶技术学院）
观测在 2017 年 5 月进行，恰逢 Suprime‑Cam 的“最后一夜”。当天，参与仪器研发与操作的众多人聚集在 Subarow 宇宙望远镜和三鷹远程观测室，共同见证 Suprime‑Cam 的最终表现。
“在如此特殊的时刻开展研究，我深感欣慰。自 2000 年以 Suprime‑Cam 进行试验观测以来，我已使用该仪器研究了 17 年的太阳系小天体的尺寸与空间分布。” – 吉田富美
关键发现小型特洛伊小行星颜色无明显双峰分布
与大尺寸特洛伊小行星的“红色”与“较少红色”分离不同，小型特洛伊呈现连续颜色分布。总体而言，较少红色小行星更为普遍。
尺寸分布不随颜色变化
以往研究指出，大尺寸特洛伊小行星在红色与较少红色群体之间存在尺寸分布差异。然而本研究显示，红色与较少红色小型小行星的尺寸分布几乎相同。
这一结果挑战了传统假设（即红色小行星碎裂后变为较少红色），暗示两种颜色群体可能经历相似的碰撞演化过程。
勇编撰自论文"Color and Size Distributions of Small Jupiter Trojans".The Astronomical Journal.相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。