科學(xué)家發(fā)現(xiàn)8000萬公里外首顆地球小行星伴侶_地理趣聞

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)8000萬公里外首顆地球小行星伴侶: 查字典地理網(wǎng) 來源|2016-11-04 發(fā)表|教學(xué)分類：地理趣聞

這張圖像呈現(xiàn)了側(cè)向看到的地球軌道以及用綠色線條標(biāo)示出的小行星2010TK7在未來數(shù)年內(nèi)的軌道位置。這顆小天體由美國宇航局WISE探測器發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)被確認為首顆證實的地球-特洛伊族小行星，位于第四拉格朗日點。

美國宇航局WISE探測器鎖定了首顆地球-特洛伊族小行星2010TK7。目前正運行在地球前方約8000萬公里處，其直徑約300米。

地球的拉格朗日點示意圖

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一顆地球的“小行星伴侶”，這顆太空石塊運行在地球軌道的前方，一直和地球保持著若即若離的距離。

這顆小行星名為2010TK7，直徑大約300米左右，目前正運行在地球前方約8000萬公里處。

這顆小行星屬于一類科學(xué)家們長期以來一直在尋找的種類，即“地球-特洛伊族”(Earth'sTrojans)小行星。這種類型的小天體，由于軌道因素，盡管它們距離地球比月球要遠得多，但是卻更加容易登陸。天文學(xué)界長期以來一直懷疑存在著這類小行星，但是直到此次才被最終確認。這些小天體未來將極可能成為極具價值的探測目的地，并且它們的表面可能還富含有地球上較為稀有的化學(xué)元素。

為了給讀者一個有關(guān)地球-特洛伊族小行星的清晰圖景，請想象一個等邊三角形，地球和太陽分別位于其中兩個端點上，而這第三個端點便是所謂的“特洛伊點”(Trojanpoint)或者稱拉格朗日點，這是以著名的法國數(shù)學(xué)家拉格朗日的名字命名的，他首先推導(dǎo)出了這種特殊點的存在。這種和地球和太陽呈現(xiàn)等邊三角形關(guān)系的點一共有兩個，分別位于地球軌道前進方向的前方(稱第四拉格朗日點，即L-4)和后方(稱第五拉格朗日點，即L-5)。

太陽和其他行星之間也會形成拉格朗日點，在這些點附近也存在類似的特洛伊族小行星。事實上天文學(xué)家們已經(jīng)確認了木星，海王星和火星特洛伊族小行星的存在。由此，天文學(xué)界長期以來便懷疑地球的前后兩個拉格朗日點上會否也存在著同樣的小行星。但是尋找這些小天體將困難重重，由于角度關(guān)系，從地球上看去，這些小天體(如果存在的話)主要都將出現(xiàn)在白天，強烈的太陽光將淹沒一切。

但是現(xiàn)在，借助2009年升空的美國宇航局廣角紅外巡天探測器(WISE)，天文學(xué)家們終于找到了首顆地球-特洛伊族小行星，這顆小天體位于地球L-4區(qū)域。

地球的小行星伴侶

作為第一顆被發(fā)現(xiàn)的地球-特洛伊族小行星，2010TK7有著復(fù)雜的軌道。

特洛伊族小行星的軌道并非停留在拉格朗日點不動，而是會沿著一條蝌蚪形的復(fù)雜軌道圍繞該點運行，這是受到太陽系其他天體引力擾動影響的結(jié)果。但是小行星2010TK7的特別之處在于它的軌道“圓環(huán)”特別大，有時候甚至?xí)蛊溥\行到太陽的另一側(cè)。

馬丁·康納斯(MartinConnors)是加拿大阿法巴斯加大學(xué)的天文學(xué)家，也是論文合著者，他說：“這顆小行星的行為比我們預(yù)想的更加有趣，它的行為似乎和其他已知的特洛伊族小行星都不同，除此之外，它還必須有一些極端的‘動作’才能運行到距離拉格朗日點如此之遠的區(qū)域，從而進入我們的視野。”

康納斯和同事們使用WISE探測器的小行星-彗星巡天項目數(shù)據(jù)進行地球-特洛伊族小行星的搜尋工作，這一巡天項目稱為NEOWISE，即“近地天體和廣角紅外巡天”的英文縮寫。

2010年至2011年2月，WISE探測器在紅外波段掃描整個天空，探測的結(jié)果是得到了兩顆疑似候選目標(biāo)。隨后利用夏威夷莫納克亞山頂?shù)?ldquo;加拿大-法國-夏威夷望遠鏡”進行的驗證性觀測證實其中一顆，即2010TK7是一顆地球-特洛伊族小行星。

科學(xué)家們對其軌道參數(shù)進行了詳細演算，已經(jīng)可以精確確定其未來1萬年間任意時刻的位置。根據(jù)計算結(jié)果，在這段時間內(nèi)，2010TK7距離地球都不會超過2000萬公里，這相當(dāng)于地月距離的50倍以上。

宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的艾米·美因茨(AmyMainzer)是NEOWISE項目首席科學(xué)家，但是并非這一研究論文參與者。她說：“這就像是地球的舞伴一樣，地球永遠在后方追趕著它的舞步。”

2010TK7這樣擾動的軌道有時候會使它偏離穩(wěn)定的拉格朗日點相當(dāng)遠，這說明它只是被部分捕獲，這也似乎暗示它是最近才偏離其原有軌道并陷在這里的。

2010TK7或許是第一顆被確認的地球-特洛伊小行星，但是在地球軌道附近還存在著幾顆擁有穩(wěn)定軌道的小行星。其中包括3753號小行星克魯坦(Cruithne)和2010SO16，它們擁有巨型的馬蹄形軌道。除此之外。還有至少兩顆類似的小天體已經(jīng)得到確認。但是這其中的任何一顆的軌道特征都不符合地球-特洛伊族小行星的標(biāo)準(zhǔn)。

仍然充滿未知

到目前為止2010TK7還沒有得到正式的命名編號。康納斯表示：“在授予正式編號之前，其軌道還需要進一步的精細化，因此我們還需要幾年的觀測數(shù)據(jù)，之后WISE小組才能給予它正式的編號。”

目前，2010TK7還沒有任何色譜數(shù)據(jù)來顯示其化學(xué)組成信息。一般而言，小行星的化學(xué)成分和地球接近，但是由于它們體積很小，因此會很快冷凝，這就意味著一些重元素還來不及進行化學(xué)分異并沉降入內(nèi)部，因此其地表的重元素含量可能會比大行星稍高。

也因為這個原因，在地球表面罕見的貴重金屬元素在這些小天體表面可能含量會稍高。

康納斯說：“有一天我們或許會去開采這些礦產(chǎn)。”

不幸的是，2010TK7并非一個理想的采礦目的地，因為它的軌道會使它運行至遠高于或遠低于黃道面的區(qū)域，這就意味著飛船將需要燃燒更多的推進劑才能抵達。但是如果我們能找到其它的地球-特洛伊族小行星，或許前往那些小天體不會這樣困難。

現(xiàn)在既然研究人員們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一顆，康納斯說：“這會引起大家的興趣，想知道究竟還有沒有更多”。他希望現(xiàn)在正在運行的“全景巡天望遠鏡和快速反應(yīng)系統(tǒng)”陣列(Pan-STARRS)將會在這方面取得突破。

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