司瑟星

司瑟星（33 Polyhymnia）^[9]是一顆太陽系主小行星帶中的一顆小行星，由法國天文學家讓·沙科納克於1854年10月28日發現，並以希臘神話中的聖歌繆斯波呂許謨尼亞命名。該小行星的軌道具有較高的偏心率，最小軌道交會距離為0.91天文單位，視星等最高可達10等。司瑟星的軌道與木星呈22:9的平均運動共振狀態，且其自轉周期約為18.608小時。但對其的密度研究卻地出不切實際的結論。

33 Polyhymnia

司瑟星的軌道（2009年1月1日）
發現[1]
發現者	讓·沙科納克
發現日期	1854年10月28日
編號
命名依據	波呂許謨尼亞
其它名稱	A887 HA; 1938 FE; 1953 AK; 1957 YL; 1963 DG; 1976 YT7
小行星分類	主小行星帶
軌道參數[3]
曆元 2013年4月18日（JD 2456400.5）
遠日點	573.518 G米（3.83373 AU）
近日點	284.409 G米（1.90116 AU）
半長軸	428.964 G米（2.86745 AU）
離心率	0.33698
軌道週期	1,773.541 d（4.86 a）
平近點角	256.476°
軌道傾角	1.869°
升交點黃經	8.595°
近日點參數	338.123°
物理特徵
大小	7004543900000000000♠54.39±11.84 km（紅外測量）[4] 7004539800000000000♠53.98±0.91 km[5] 7004640000000000000♠64±6 km（掩星觀測）[6]
自轉週期	7001186088800000000♠18.60888±0.00029 小時[7]
光譜類型	S[3]或者Sq[8]
絕對星等(H)	8.55[3]

發現和命名

司瑟星由法國天文學家讓·沙科納克在1854年10月28日發現^[1]，並以希臘神話中聖歌繆斯之一的波呂許謨尼亞的名字命名^[10]。

物理特性

自轉周期和自轉軸

2008年，新墨西哥州拉斯克魯塞斯的奧根梅薩天文台對司瑟星進行光度觀測，得出的光變曲線周期為18.609 ± 0.002小時，亮度變化為0.15 ± 0.02星等。該結果與1980年進行的一項研究一致^[11]。2011年，研究人員通過額外的觀測重新檢驗了這些結果，得出了修正的估計值為18.608 ± 0.001小時，亮度變化0.18 ± 0.02星等^[12]。2020年，對2008年至2019年司瑟星光度數據的分析，確定了更精確的自轉周期為7001186088800000000♠18.60888±0.00029 小時。同時，還確定了司瑟星的兩個可能的北極方向，兩個解都表明相對於黃道的軸傾角為151–155°（黃緯–61°至–65°）^[7]。

軌道

由於偏心率較高（0.338），司瑟星可以接近地球（最小軌道交叉距離為0.91天文單位），其天空視星等可達到10級^[13]。司瑟星的軌道與木星處於22:9的平均運動共振狀態。計算得出的這顆小行星的李雅普諾夫時間為10,000年，表明它處於一個混沌軌道，並且由於行星的引力攝動，其軌道會隨時間隨機變化^[14]。從1854年到1969年間對司瑟星位置的測量用於確定木星對其的引力影響，得出木星相對於太陽的反質量比為1,047.341 ± 0.011^[15]。

成分

1995年和2002年進行的可見光光譜分析表明，司瑟星是一顆S-型小行星，這意味著它主要由岩質矽酸鹽組成^[3]。 具體來說，司瑟星的光譜在0.67微米波長處表現出一個吸收帶，這表明其表面有橄欖石和輝石，類似於Q-型小行星^{[8]（pp. 155, 164–165）}。由於司瑟星同時具備S-型和Q-型小行星的特徵，因此根據SMASS分類法，它被進一步歸類為Sq型小行星^{[8]（pp. 155, 164–165）}。1985年，射電望遠鏡曾利用雷達對司瑟星進行了研究^[16][17]。

質量和密度的研究

伯努瓦·卡里（Benoît Carry）在2012年的一項研究中，基於司瑟星對其他太陽系天體的引力影響估計其質量為7018620000000000000♠(6.20±0.74)×10¹⁸ 千克^[5]。然而，考慮到司瑟星的直徑為54 km（34 mi），這一質量意味著其密度高達7001752800000000000♠75.28±9.71 克/立方厘米。如此高的密度是不現實的，因此卡里認為司瑟星的質量和密度估計不可靠^[5]。卡里的研究中還測量了其他幾顆與司瑟星直徑相似的小行星的密度，結果這些小行星也被發現有著極高的密度^[5]。由於司瑟星體積較小，其對其他天體的引力影響極難探測，可能導致質量和密度估計值極為不準確^[5]。例如，直徑68 km（42 mi）的小行星675在卡里的研究中，最初測量的密度為7001739900000000000♠73.99±15.05 克/立方厘米^[5]，但2019年改進的軌道計算表明，其實際密度要低得多，僅為7000399000000000000♠3.99±1.94 克/立方厘米^[18]。

自卡里的研究以來，還沒有其他經過同行評審的研究嘗試確定司瑟星的質量和密度^[19]。然而在2023年，研究員范麗對司瑟星與其他小行星的近距離接觸進行了初步分析，並確定了較低的質量，為7018103000000000000♠(1.03±0.40)×10¹⁸ 千克^[20]。根據司瑟星的直徑，這一質量估計表明密度為7000750000000000000♠7.5±3.6 克/立方厘米或7001124000000000000♠12.4 克/立方厘米，基於掩星觀測得出的直徑為64 ± 6 km（39.8 ± 3.7 mi），基於紅外測得出的直徑54 km（34 mi）^[20][21]。

2023年，研究人員埃文·拉福吉（Evan LaForge）、威爾·普萊斯（Will Price）和約翰·拉菲爾斯基（Johann Rafelski）推測，如果對司瑟星的極高密度推測是正確的，且超重元素能夠足夠穩定，那麼司瑟星星可能由原子序數為164附近的高密度超重元素組成^[22]。然而，如上所述，司瑟星的密度很可能沒有這麼高^[20][21]。