[论文解读] Palomar Optical Spectrum of Hyperbolic Near-Earth Object A/2017 U1

J. Masiero|arXiv (Cornell University)|Oct 27, 2017

Astro and Planetary Science被引用 18

一句话总结

本研究利用帕洛玛天文台的双谱仪（DBSP）首次获得了星际天体A/2017 U1（Alphacorpus）的光学光谱。尽管信噪比较低，数据仍揭示其表面极为红，光谱斜率为每微米$3.0 \pm 1.5$个归一化反射率单位，与跨海王星天体一致；在520–950 nm范围内未发现显著吸收特征，表明其可能具有原始、冰质的组成，典型特征为来自太阳系外缘或更远的星际天体。

ABSTRACT

We present optical spectroscopy of the recently discovered hyperbolic near-Earth object A/2017 U1, taken on 25 Oct 2017 at Palomar Observatory. Although our data are at a very low signal-to-noise, they indicate a very red surface at optical wavelengths without significant absorption features.

研究动机与目标

• 获取2017年10月发现的超抛物近地天体A/2017 U1的首张光学光谱，该天体被认定为可能的星际闯入者。
• 尽管该天体视星等较暗且观测条件较差，仍通过反射率光谱学表征其表面成分。
• 确定该天体是否表现出常见小行星或彗星物质的光谱特征，或显示出星际起源的迹象。
• 评估低信噪比数据在推导暗弱、快速移动的小行星系统天体有意义光谱特性方面的可靠性。

提出的方法

• 2017年10月25日，使用帕洛玛天文台5米海尔望远镜上的双谱仪（DBSP）获取光学光谱。
• 将十个300秒的曝光组合，使用1.5角秒狭缝并沿周日角对齐，以最小化大气差分折射影响。
• 利用He-Hg和He-Ne-Ar弧光灯分别对蓝端和红端进行偏置、平场校准和波长定标。
• 通过本地标准星（BD+03 27）校正大气消光，并利用太阳型星（HD 1368）对光谱型效应进行归一化校正。
• 通过取光谱轨迹上方和下方10–30像素区域的中值组合，测量并减去天空背景。
• 通过将目标光谱除以本地标准星光谱，再利用线性拟合校正太阳型星趋势，推导出反射率光谱；分析范围限定在520–950 nm，以避免系统误差和地基吸收污染。

实验结果

研究问题

• RQ1 A/2017 U1在光学波段的表面反射率光谱为何？其在520–950 nm范围内是否表现出显著吸收特征？
• RQ2 A/2017 U1的表面有多红？其光谱斜率是否落在已知太阳系天体分类的范围内？
• RQ3 在观测条件差、信噪比低的条件下，能否从暗弱、快速移动的天体中提取可靠的光谱信息？
• RQ4 A/2017 U1的色指数与已知的跨海王星天体及主带小行星相比如何？

主要发现

• 尽管信噪比较低，A/2017 U1的反射率光谱在520–950 nm范围内未显示显著吸收特征。
• 光谱斜率测量值为每微米$3.0 \pm 1.5$个归一化反射率单位，表明其表面极为红，与跨海王星天体中常见的RR类一致。
• 该天体的颜色参数为：$g-r=0.2\pm0.4$，$r-i=0.3\pm0.3$，$r-z=0.4\pm0.4$，比主带小行星的总体颜色更红，与Col-OSSOS巡天中柯伊伯带天体的颜色一致。
• 光谱斜率仅在$2\sigma$范围内接近零，但其红度显著高于典型S型或C型小行星，表明其表面可能具有原始、冰质的组成。
• 数据与A/2017 U1为暗红、光谱无特征的天体一致，典型特征为跨海王星天体，支持其极有可能为星际起源。
• 尽管信噪比较低，通量检测仍具稳健性，表现为光谱各波段通量与误差比值的直方图中呈现正向信噪比趋势。