太陽具有巨大的破壞力。運行中撞向太陽的天體,即便大如彗星和小行星,也會瞬間被摧毀。
圖:電影《流量地球》中,地球接近木星時大氣被剝離。
但是,科學家發現,太陽的威力能夠觸達小行星的距離要遠遠超過我們以前所認為的。這是由夏威夷大學天文研究所的一個團隊發現的。當時,他們正在觀測由卡特林那巡天系統(CSS, Catalina Sky Survey)發現的近地天體(NEO,Near-Earth Objects),并試圖找出遺漏的天體。
60英寸的萊蒙山望遠鏡是卡特林那巡天系統中使用的三臺望遠鏡之一。圖:亞利桑那大學的卡特林那巡天系統。
如果一顆小行星在近日點(即最接近太陽)時,其距離小于日地距離的1.3倍,那么就會定義為近地天體。我們需要知道這些近地天體具體的位置、數量以及大小。因為它們對于航天器乃至地球本身都有著巨大的潛在威脅。
圖:日地距離及半徑示意圖
盡管八年間,卡特林那巡天系統共發現了9,000多個近地天體,探測小行星的難度依然非常大,因為它們不但看起來僅僅是很小的發光點,并且處在持續運動中。團隊知道通過該計劃無法檢測到所有近地天體,所以夏威夷大學天文研究所的成員羅伯特·杰迪克博士開發了一款軟件,來找出巡天系統遺漏了哪些近地天體。
這項工作消耗了大量的人力和物理。但是完成后,他們發現了一個奇怪的現象:根據他們的工作,在以太陽為中心的10個直徑的范圍內,存在天體的數量應該遠遠多于目前所觀測到的——多達十倍。這個發現令團隊感到非常困惑。
該團隊花了一年的時間來驗證他們的工作,最后得出結論,上面的矛盾不在于他們的分析有誤,而在于我們對太陽系的運行方式的錯誤理解。這篇《自然》雜志上的文章解釋了這一現象,文章來自赫爾辛基大學的科學家米卡爾·格蘭維克,文中假設,小行星會在足夠接近太陽的時候被摧毀,如果這個距離遠遠大于之前的設定,他們的近地天體模型將能更好地擬合現實。
他們驗證了這個想法,并發現,一旦把停留在以太陽為中心的、10個直徑范圍內過久的小行星移除,模型就會和實際觀測結果匹配。杰迪克博士評論說:“小行星在接近太陽時會被撕碎,這項發現令我們非常震驚,所以我們又花了很多時間來驗證這個結論。”
除了上面的矛盾之外,我們在分析預測太陽系的小天體時,預測結果和實際觀察相比還有一些出入。從形成上來說,流星是小行星飛過時拋出的塵埃,當它們進入地球大氣層時,會燃燒起來,放出明亮的光芒。所以理論上來說流星應當都是有父天體存在的,但奇怪的是,實際上我們很難追蹤到它們所屬的父天體。這項研究表明,它們的父天體肯定已經因為離太陽太近而被撕碎了,這才留下了這些我們找不到來源的流星群。
圖:在公轉過程中,當地球沖向小行星拋出的塵埃時,我們就看到了仿佛來自遠處某一點的流星雨。
團隊還有另一個好玩的發現:暗小行星被撕碎的位置往往比亮小行星距太陽更遠。這個發現證實了以前的觀測結果,即較亮的近地天體的軌道比較暗的近地天體更靠近太陽。如果這是真的,那么兩者必然具有不同的成分和內部結構。
圖:日本發射的“隼鳥”系列小行星探測器
“也許這項研究最有趣的結果是,現在只需跟蹤小行星的軌道和大小,就能推斷出它們的內部結構。這真的是很令人興奮,當我們剛開始開發這個軟件時,根本沒想到能有這樣的發現。”格蘭維克說。
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.universetoday-大餅
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