小行星形状、大小和自转的观测研究

小行星作为太阳系早期的产物，它们的物理和和化学结构对研究太阳系的起源有重要的科学意义，而随着我国深空探测能力的提高，必然展开对小行星的深空探测。小行星数目众多，形态各异，可以从直径，光谱类型，形状特点等方面遴选出一些有价值的探测目标。本项研究以小行星的大小、形状和自转的关系作为切入点，研究小行星的内部结构特点对小行星形状的影响。通过地面望远镜的时序测光观测，采用M.Kaasalainen的最优化法，利用不同相位角的光变曲线反演小行星的三维形状模型；使用多色测光确定小行星色指数，判断其所属光谱型得到反照率参数并计算直径。为小行星深空探测遴选探测目标，并通过重建三维形状确定引力场球谐系数为探测器的轨道设计提供精准的数据。

在3年的项目执行期内,我们利用紫金山天文台盱眙观测站的1.04/1.2米近地天体望远镜和40厘米望远镜,以及智利Cerro Tololo Inter-American Observatory(CTIAO)的60厘米望远镜和美国Kitt Peak National Observatory(KPNO)的90厘米望远镜开展来了小行星光变测光观测,共获得3002颗小行星的6091条光变曲线。其中2990颗小行星的5748条光变曲线通过近地天体望远镜获得，该望远镜的大视场特点极大地提高了光变数据的获取效率。同时也开发了大视场小行星光变测光数据处理pipeline，实现小行星光变数据自动化处理。对已获得光变数据的小行星进行了统计研究，发现获得大小主要集中在1-10公里范围，没有发现明显的快速自转（自转周期小于2.2小时）小行星。..我们收集了国际上大量的小行星测光历史观测数据,并基于历史数据和我们的实测数据对4个小行星进行了形状反演研究。其中对小行星（26）Prosepina进行重点研究，采用M. Kaasalainen的最优化方法反演其形状模型和自转轴指向，在研究过程中提出了Bootstrap方法对其自转状态参数进行误差估计。解决了形状反演方法中误差估计难题。