司瑟星

司瑟星（33 Polyhymnia）^[9]是一颗太阳系主小行星带中的一颗小行星，由法国天文学家让·沙科纳克于1854年10月28日发现，并以希腊神话中的圣歌缪斯波吕许谟尼亚命名。该小行星的轨道具有较高的偏心率，最小轨道交会距离为0.91天文单位，视星等最高可达10等。司瑟星的轨道与木星呈22:9的平均运动共振状态，且其自转周期约为18.608小时。但对其的密度研究却地出不切实际的结论。

33 Polyhymnia

司瑟星的轨道（2009年1月1日）
发现[1]
發現者	让·沙科纳克
發現日期	1854年10月28日
編號
命名依據	波吕许谟尼亚
其它名稱	A887 HA; 1938 FE; 1953 AK; 1957 YL; 1963 DG; 1976 YT7
小行星分類	主小行星带
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（红外测量）[4] 7004539800000000000♠53.98±0.91 km[5] 7004640000000000000♠64±6 km（掩星观测）[6]
自轉週期	7001186088800000000♠18.60888±0.00029 小时[7]
光譜類型	S[3]或者Sq[8]
絕對星等(H)	8.55[3]

发现和命名

司瑟星由法国天文学家让·沙科纳克在1854年10月28日发现^[1]，并以希腊神话中圣歌缪斯之一的波吕许谟尼亚的名字命名^[10]。

物理特性

自转周期和自转轴

2008年，新墨西哥州拉斯克鲁塞斯的奥根梅萨天文台对司瑟星进行光度观测，得出的光变曲线周期为18.609 ± 0.002小时，亮度变化为0.15 ± 0.02星等。该结果与1980年进行的一项研究一致^[11]。2011年，研究人员通过额外的观测重新检验了这些结果，得出了修正的估计值为18.608 ± 0.001小时，亮度变化0.18 ± 0.02星等^[12]。2020年，对2008年至2019年司瑟星光度数据的分析，确定了更精确的自转周期为7001186088800000000♠18.60888±0.00029 小时。同时，还确定了司瑟星的两个可能的北极方向，两个解都表明相对于黄道的轴倾角为151–155°（黄纬–61°至–65°）^[7]。

轨道

由于偏心率较高（0.338），司瑟星可以接近地球（最小轨道交叉距离为0.91天文单位），其天空视星等可达到10级^[13]。司瑟星的轨道与木星处于22:9的平均运动共振状态。计算得出的这颗小行星的李雅普诺夫时间为10,000年，表明它处于一个混沌轨道，并且由于行星的引力摄动，其轨道会随时间随机变化^[14]。从1854年到1969年间对司瑟星位置的测量用于确定木星对其的引力影响，得出木星相对于太阳的反质量比为1,047.341 ± 0.011^[15]。

成分

1995年和2002年进行的可见光光谱分析表明，司瑟星是一颗S-型小行星，这意味着它主要由岩质硅酸盐组成^[3]。 具体来说，司瑟星的光谱在0.67微米波长处表现出一个吸收带，这表明其表面有橄榄石和辉石，类似于Q-型小行星^{[8]（pp. 155, 164–165）}。由于司瑟星同时具备S-型和Q-型小行星的特征，因此根据SMASS分类法，它被进一步归类为Sq型小行星^{[8]（pp. 155, 164–165）}。1985年，射电望远镜曾利用雷达对司瑟星进行了研究^[16][17]。

质量和密度的研究

伯努瓦·卡里（Benoît Carry）在2012年的一项研究中，基于司瑟星对其他太阳系天体的引力影响估计其质量为7018620000000000000♠(6.20±0.74)×10¹⁸ 千克^[5]。然而，考虑到司瑟星的直径为54 km（34 mi），这一质量意味着其密度高达7001752800000000000♠75.28±9.71 克/立方厘米。如此高的密度是不现实的，因此卡里认为司瑟星的质量和密度估计不可靠^[5]。卡里的研究中还测量了其他几颗与司瑟星直径相似的小行星的密度，结果这些小行星也被发现有着极高的密度^[5]。由于司瑟星体积较小，其对其他天体的引力影响极难探测，可能导致质量和密度估计值极为不准确^[5]。例如，直径68 km（42 mi）的小行星675在卡里的研究中，最初测量的密度为7001739900000000000♠73.99±15.05 克/立方厘米^[5]，但2019年改进的轨道计算表明，其实际密度要低得多，仅为7000399000000000000♠3.99±1.94 克/立方厘米^[18]。

自卡里的研究以来，还没有其他经过同行评审的研究尝试确定司瑟星的质量和密度^[19]。然而在2023年，研究员范丽对司瑟星与其他小行星的近距离接触进行了初步分析，并确定了较低的质量，为7018103000000000000♠(1.03±0.40)×10¹⁸ 千克^[20]。根据司瑟星的直径，这一质量估计表明密度为7000750000000000000♠7.5±3.6 克/立方厘米或7001124000000000000♠12.4 克/立方厘米，基于掩星观测得出的直径为64 ± 6 km（39.8 ± 3.7 mi），基于红外测得出的直径54 km（34 mi）^[20][21]。

2023年，研究人员埃文·拉福吉（Evan LaForge）、威尔·普莱斯（Will Price）和约翰·拉菲尔斯基（Johann Rafelski）推测，如果对司瑟星的极高密度推测是正确的，且超重元素能够足够稳定，那么司瑟星星可能由原子序数为164附近的高密度超重元素组成^[22]。然而，如上所述，司瑟星的密度很可能没有这么高^[20][21]。