第二個月亮?科學家發現地球原來不只有一個衛星

2020-12-05 無為有知

幾千年來我們都知道並熱愛月亮。古人非常確定地球的衛星只有一個(Moon在英文中就是衛星的意思),甚至沒有給它一個具體的名字。它是夜空中最明亮的天體,業餘天文學家們非常喜歡繪製它的隕石坑和月海。到目前為止,它是唯一一個有人類足跡的天體。

你可能不知道的是,月球並不是地球唯一的天然衛星。就在1997年,我們發現了另一個天體,3753克魯特尼,它被稱為地球的準軌道衛星。這意味著克魯特尼不像月球或我們發射到軌道上的人造衛星那樣繞地球呈漂亮的橢圓軌道運行。相反,克魯特尼以所謂的「馬蹄形」軌道在太陽系內部急速移動。

克魯特尼的軌道

為了幫助理解為什麼什麼叫「馬蹄形」軌道,讓我們想像我們正在俯視太陽系,以與地球圍繞太陽旋轉相同的速度旋轉。從我們的角度看,地球看起來是不動的。在一個簡單的馬蹄形軌道上繞地球運行的物體先向地球靠近,然後再轉身離開。一旦它移動到很遠的地方,它就會從另一邊接近地球,它就會掉頭再次離開。

馬蹄形軌道實際上在太陽系的衛星中很常見。例如,土星就有幾個這樣的衛星。

克魯特尼的獨特之處在於它是如何沿著馬蹄形方向搖擺不定的。如果你觀察一下克魯特尼在太陽系中的運動,你會發現它在地球的軌道上形成了一個混亂的環,它的擺動範圍如此之廣,以至於它會同時進入金星和火星的附近。克魯特尼大約每年繞太陽運行一次,但要完成環繞地球軌道的混亂的環狀結構需要近800年的時間。

克魯特尼混亂的軌道

接近克魯特尼

所以克魯特尼是我們的第二個月球。那裡怎麼樣?嗯,我們真的不知道。它的直徑只有大約5公裡,與67P/丘留莫夫-格拉西門科彗星的大小沒有什麼不同,該彗星目前是羅塞塔軌道飛行器和菲萊著陸器的宿主。

67P的表面重力非常微弱——以輕快的步伐行走可能足以讓你漫步到更廣闊的宇宙中去。這就是為什麼「菲萊」使用魚叉把自己綁在該彗星表面是如此重要,也是為什麼它們的失敗意味著著陸器會彈回離著陸點如此之遠的原因。

克魯特尼

鑑於克魯特尼體積並不比在地球儀上的一小點大多少,我們可以有把握地說,它在太陽系非行星天體中屬於中等尺寸範圍,在它表面著陸和在67P彗星上著陸的挑戰是差不多的。

如果克魯特尼撞擊地球,那將是一次滅絕級別的事件,類似於人們認為在白堊紀末期發生的滅絕事件。幸運的是,它不會很快撞到我們——它的軌道偏離了太陽系的平面,天體物理學家通過模擬表明,雖然它可以非常接近我們,但它撞到我們的可能性極小。據預測,它距離地球最近的時間點大約是2750年後。

然而,克魯特尼預計將在8000年後會與金星進行一次相當近距離的相遇。如果被金星的引力捕獲,這很有可能會毀掉這顆地球的閒置衛星,讓它離開人類家族。

還有其他月亮嗎?

故事並沒有就此結束。地球就像一個良好的寄養家庭,扮演著主人角色給許多任性的天體巖石提供一個引力井,讓它們在地球附近徘徊。天文學家實際上已經發現了其他幾個屬於地球的準軌道衛星,它們都在地球附近待了一段時間,然後就會飛向新的牧場。

那麼,我們能從克魯特尼身上學到什麼關於太陽系的東西呢?相當多。像許多其他小行星和彗星一樣,它包含了行星是如何組成的地質證據。它怪異的軌道為我們了解太陽系在重力作用下的演化提供了理想的試驗場。

正如我之前所說,直到20世紀末,我們才意識到天體會進入如此怪異的馬蹄形軌道,並在那裡停留如此長的時間。事實證明,這些相互作用在太陽系形成時就已經發生了。因為我們認為類地行星是通過克魯特尼大小及以上的星體的碰撞而成長的,這是一個新的大變數。

有一天,克魯特尼可能成為人類在小行星上著陸的試驗場,人類甚至可能在小行星上開採我們的新技術迫切需要的稀土金屬。最重要的是,克魯特尼告訴我們,太陽系不是永恆的,推而廣之,我們地球也不是。

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