【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

  • 小编 发布于 2020-07-06 06:13:23
  • 栏目:科技
  • 来源:天体生物学
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截止到2020年之前,木星目前共发现有82颗天然卫星,而且数量在未来可能还会更多,而地球目前却只有1颗天然卫星,那就是我们熟知的月球。尽管地球在过去的46亿年时间里,只有月球这1颗天然卫星陪伴在周围,不过这并不妨碍天文学家在寻找和探测地球第2颗卫星,理论上来说,地球的周围是有可能存在其他卫星的,特别是当一些小行星接近地球的时候,地球也可以将它们俘获,那么究竟“地卫二”有可能会存在吗?

从地球诞生至今,除了月球之外,地球在不同的阶段或许都曾短暂拥有过其他的卫星,只不过这些卫星陪伴地球的时间都不长,一般在几年之后就会伴随着外界引力的作用被抛出“地月圈”。

案例:

"2020CD3"从2017年10月开始,它作为一颗近地小行星被地球俘获,然而它将因为月球引力圈的影响,被犹如发射弹弓一样,远远地抛离地球。

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

图解:被地球俘获的小行星·"2020CD3"

“地卫”·“克鲁特尼”

目前,最有机会成为地球新卫星的是已经围绕地球运行的“小行星3753”,它还有一个名字叫做“克鲁特尼”。

“克鲁特尼”的直径大约5公里,与地球最接近的距离是1200万公里,大约是地球和月亮距离的30倍。据各项数据表明,这颗小行星在过去向地球靠近了100万公里,这个天体为地球的准卫星,在这么遥远的距离还能受到地球的引力,可见地球的魅力之大。

在上世纪80年代末,在澳大利亚天文台工作的一只科研小组,发现在地球的上方悬吊着一颗小行星,在这颗小行星之前也曾经被智利的南欧天文台发现过,但因为当时的技术水平有点落后,一直到20世纪末,天文学家们才在共同的研究下发现了克鲁特尼不寻常的运行轨道,究竟是怎样一种运行轨道能够引起这么多天文学家的注意!

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

图解:小行星3753·克鲁特尼

“克鲁特尼”奇特的马蹄形轨道,导致它会成为地球的“准卫星”

太阳系的八大行星来说,根据开普勒三大定律的第一规律也称“椭圆定律”,轨道定律,即行星绕太阳公转的轨道不是正圆的而是椭圆的,太阳位于椭圆的一个焦点上,也就是说这些行星就是以椭圆的运行轨迹在围绕太阳运转,月球正是以椭圆轨道绕地球运行,然而克鲁特尼却以奇怪的“马蹄形轨道”不断运行。

相比于其他小天体围绕某个行星做有规律的椭圆轨道周转,克鲁特尼的现象十分的反常,相对于地球的马蹄形轨道,克鲁特尼的轨道是环绕太阳的椭圆形,但是因为它的轨道周期与地球几乎一样,使它看起来就像跟随着地球一起绕着太阳公转。

克鲁特尼与太阳的距离和在轨道上的速度与地球的差异非常的微小,所以从地球看克鲁特尼就好像在前方有个像“肾脏”的轨道,克鲁特尼在略少于一年的时间就完成一次这样的路径,因为比一年略少了一些,地球每年就落后这个“肾脏”轨道一点点,所以从地球上看这个轨道就不是封闭的,而是逐渐慢慢远离地球的。

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

图解:克鲁特尼【黄色】“肾脏”形的轨道

观察克鲁特尼在太阳系中的运动,会发现其围绕地球轨道呈现出混乱的环形,其摇摆幅度之大,有时会进入金星和火星轨道附近,地球将落后于克鲁特尼足够远,这种在前方逐渐远离的关系就会变成由后方逐渐接近,一旦转化成这种关系,克鲁特尼将年复一年的逐渐与地球接近,地球和克鲁特尼之间的重力轨道能量转换将使克鲁特尼的轨道改变约50万公里,地球轨道的改变只有在1.3厘米,这个时候克鲁特尼环绕太阳的周期会变得比一年略长了一点。

克鲁特尼“肾脏”形的轨道开始以相反的方向逐渐远离地球。地球不再是落后在“肾脏”形的轨道的后方,而是被推向前方,下次发生这一系列变化的时间,约在2292年7月,届时克鲁特尼将接近地球至约1255万公里,再经过380年至390年之后,这个“肾脏”形的轨道路径会出现在地球轨道的另一侧,并再度逐渐接近地球,地球又再一次的改变克鲁特尼的轨道使绕太阳的周期,又比地球的一年略短一点。

上一次发生这种变化的时间是1902年,而下一次将发生在2676年,这种模式会一再重复的进行着,克鲁特尼如果一直按照这个轨道运行,它会在未来某个时间内将会进入地球的引力范围内,并且它的体积是无法摆脱地球的引力,将会成为地球的卫星。

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

图解:克鲁特尼运行轨道

从“克鲁特尼”上能够得到什么信息呢?

因为其他许多小行星和彗星一样,克鲁特尼保存着许多有关行星如何形成的证据,它的奇特轨道正是理想的试验场,克鲁特尼的奇特轨道或许将帮助我们更好的了解引力在行星形成中的作用,或许在未来的某一天,克鲁特尼能够成为人类登陆小行星的实习基地,或许我们还能在上面开采地球上稀有的金属和矿物。

不过如果克鲁特尼撞向地球,那将是导致生命大灭绝的导火线,堪比白垩纪晚期发生的小行星撞击事件。幸运的是,这种情况不会很快发生,它的轨道偏斜出了太阳系平面,行星物理学家的模拟显示,它或许会很靠近地球,但绝不可能撞击地球。据预测,克鲁特尼距离地球最近的时间是公元2750年之后(并不是2750个年头的时间),然而最令科学家产生很大的疑问,就是对它的来源产生了怀疑,甚至认为克鲁特尼是某个恒星爆炸后产生了天然碎片,但是由于更令人费解的马蹄形运动轨迹,有的科学家认为克鲁特尼是由恒星周围的尘埃粒子和气体组成的,因此说它的构造决定了与众不同的运动轨迹。

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

既然克鲁特尼已经围绕地球运行很多年了,它还没有办法成为地球的卫星,这是因为它距离地球实在是太远了,即使是在最接近地球的地方,克鲁特尼与地球之间的距离也有1200万公里,.

我们都知道月球是地球唯一的卫星,地月之间的距离大约在40万公里左右,这意味着“小行星3753”近地点的距离,也要是地月距离的30倍,所以从长远来分析的话,克鲁特尼并不稳定,或者我们可以这么认为,它并不会陪伴地球太长的时间,哪怕外界稍微一用力,它可能就要离开地球投入其他星球的怀抱。

【小行星3753·克鲁特尼】“准卫星”奇特的运行轨道

结语

而实际上根据天文学家的观测,地球远远不只有这一颗“克鲁特尼准卫星”,地球除了月球这一颗天然卫星之外,还有5颗准卫星,它们分别在各自的轨道上,因为地球引力的束缚,而在附近盘桓几十年或者上百年,最终脱离地球,至于这些准卫星是否会永久停留在地球轨道上目前没有得出结论,也许有一天地球和月球不再孤单陪伴,而会有新成员加入进来,到时候“地月系”也将变成一个热闹的大家庭。所以说在未来人类说不定就能够看到一个很壮观的景象,那就是“双月同天”,这一天值得期待。

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