2016 HO3于2016年4月27日由夏威夷Haleakala天文台的Pan-STARRS1巡天望远镜发现,直径约57米,自转周期约28分钟。其绕太阳公转的周期与地球几乎相同,且从地球视角看,长期在地球附近伴随运行,因此被归类为地球“准卫星”。
在目前已知的准卫星中,2016 HO3轨道相对稳定、距离地球较近,成为开展近距离探测和采样研究的理想目标。此前的光谱观测结果显示,2016 HO3表面物质的光谱特征与部分月球样本存在一定相似性,因此有研究推测其可能源自月球撞击抛射物。
然而,这一假说仍存在不确定性。为进一步探究其真实起源,研究人员从轨道动力学演化角度出发,系统评估了主小行星带作为其潜在源区的可行性。
图1:模拟小天体的初始轨道半长轴和轨道倾角分布。图片来自:中国科学院紫金山天文台
研究团队选取了三个候选源区:内主带的ν6长期共振区、木星3:1平运动共振区以及Flora族。基于这些区域的实际观测数据构建了大量模拟小天体(即测试粒子),并通过数值计算方法追踪其长达1亿年的轨道演化。模拟结果显示,三个候选源区均有一定比例的测试粒子能够在长期演化后进入类似2016 HO3的轨道(如图1)。其中,来自ν6共振区和Flora族的测试粒子分别有3.31%和2.54%能够演化至类2016 HO3轨道,而来自木星3:1共振区的比例则为0.39%。
进一步研究揭示了不同主带候选源区的模拟小天体演化至类2016 HO3轨道的典型动力学迁移路径:来自ν6共振区的粒子在共振作用下增大偏心率、减小近日点距离,从而进入近地空间;来自Flora族的粒子则在亚尔科夫斯基效应驱动下缓慢漂移至ν6共振区,随后经历与该区粒子类似的轨道演化过程;而位于木星3:1共振区的粒子,则可能在强共振作用及与类地行星的密近交会影响下进入与2016 HO3相似的轨道(如图2)。
图2:不同主带候选源区的模拟小天体演化至类2016 HO3轨道的典型演化路径,从上至下分别为共振、Flora族和3:1平运动共振。图片来自:中国科学院紫金山天文台
该研究基于大规模数值模拟,系统揭示了主小行星带向近地空间输送类似2016 HO3天体的动力学机制,为理解地球准卫星的起源与演化提供了新的视角,也为“天问二号 ”任务的科学研究提供了关键理论支撑。
“天问二号”任务是中国行星探测工程的重要组成部分,已于2025年5月29日成功发射,将飞赴近地小行星2016 HO3开展近距离探测,并采集其表面样品返回地球。
当“天问二号”将样品成功带回地球后,科学家将对其矿物组成、化学成分及同位素比例等关键特征开展精密分析,并与月球样本及主带陨石数据进行系统比对,从而进一步揭示这颗小行星的真实起源。