2020 年,天文學家認為他們發現了一些令人難以置信的東西:有史以來第二個所謂的地球特洛伊小行星。現在,一個新的研究團隊已經證實它是真實存在的。
特洛伊小行星是與行星共享軌道的微小太空岩石,圍繞該行星所環繞的恆星進行穩定的軌道執行。雖然我們已經在我們太陽系和其他星系中的其他行星周圍發現了特洛伊小行星,但到目前為止,只有其中一個天體,名為 2010 TK7 的小行星,被證實與地球沿著相同的路徑執行。在一項新的研究中,研究人員證實,2020 年發現的一顆名為 2020 XL5 的小行星是同類天體中的第二個,被稱為地球特洛伊小行星。可以把它看作是地球的另一個夥伴,儘管它非常微小。
“2020 XL5 作為地球特洛伊的發現證實了 2010 TK7 並非罕見的例外,並且可能還有更多,”該研究的主要作者,阿利坎特大學和巴塞羅那大學(IEEC-UB)宇宙科學研究所(ICCUB)的研究員託尼·桑塔納-羅斯告訴 Space.com。“這鼓勵我們繼續加強我們的探測策略,以尋找(如果存在)第一個原始地球特洛伊。”
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2020 年 12 月,天文學家使用位於夏威夷的 Pan-STARRS 1 巡天望遠鏡發現了 2020 XL5,並將其新增到國際天文學聯合會的小行星中心資料庫。業餘天文學家託尼·鄧恩繼續使用 NASA 公開的JPL-Horizon 軟體計算了該天體的軌跡,並發現它圍繞 L4 執行,L4 是第四個地球-太陽拉格朗日點,這是我們星球和恆星周圍引力平衡的區域。2010 TK7,第一個被證實的地球特洛伊小行星,也位於 L4。
“初步結果表明它位於我們拉格朗日點 L4 周圍的特洛伊軌道上,”鄧恩告訴 Space.com。“當時它的軌道非常不確定,所以我進行了更仔細的分析,模擬了 100 個具有相似軌道的克隆體。每個克隆體都表現出特洛伊行為。”
但在當時,2020 XL5 繞太陽的軌道尚未完全瞭解,因此尚不確定該天體只是一個靠近地球軌道執行的太空岩石,還是一個真正的地球特洛伊小行星。
為了確認它是否是地球特洛伊小行星,由桑塔納-羅斯領導的團隊使用位於智利的 SOAR(南方天體物理研究)望遠鏡、亞利桑那州的洛厄爾發現望遠鏡和歐洲航天局位於特內里費島的地面光學站進行了觀測。
國家科學基金會國家光學-紅外天文學研究實驗室(NOIRLab)的研究員、合著者塞薩爾·布里塞尼奧在一份宣告中說:“這些是非常具有挑戰性的觀測,需要望遠鏡在其最低仰角限制下正確跟蹤,因為該天體在黎明時分非常靠近西方地平線。”
桑塔納-羅斯回應了從地球進行這些觀測有多麼困難。桑塔納-羅斯告訴 Space.com:“對於天文學家來說,當身處我們的星球上時,指向太陽-地球系統的 L4 和 L5 點是很痛苦的!任何圍繞這些點執行的小行星都只能在接近黃昏的短暫時間視窗內,在地平線以上非常低的仰角處可見。”
為了支援他們的觀測,該團隊還考慮了來自 SOAR 的檔案資料,試圖充分了解該天體及其軌道。根據 NOIRLab 的宣告,該團隊總共使用了大約十年的觀測和資料。
該團隊得出結論,正如最初懷疑的那樣,2020 XL5 是一顆地球特洛伊小行星。他們還發現該天體很可能是一顆 C 型小行星,C 型小行星是太陽系中最常見的小行星型別,富含碳且呈暗色。
桑塔納-羅斯在同一份宣告中說:“SOAR 的資料使我們能夠對該天體進行首次光度分析,揭示 2020 XL5 很可能是一顆 C 型小行星。”該研究還表明,這個天體比第一個發現的地球特洛伊小行星大得多。2020 XL5 的直徑約為 0.73 英里(1.2 公里),幾乎是 2010 TK7 的三倍長,2010 TK7 的寬度僅約為 0.25 英里(0.4 公里)。
該團隊還發現,2020 XL5 不會永遠是一顆地球特洛伊小行星。宣告稱,雖然它將在目前的位置停留約 4000 年,但最終將逃脫其受引力束縛的位置。
桑塔納-羅斯告訴 Space.com:“我們完全確信 2020 XL5 將在 L4 周圍再保持擺動至少 3500 年。”
布里塞尼奧在宣告中指出,這一發現之後可能會有更多發現,而且未來可能會看到人類踏上這些型別的小行星。
布里塞尼奧說:“如果我們能夠發現更多的地球特洛伊,並且如果其中一些的軌道傾角較低,那麼它們可能比我們的月球更容易到達。”“因此,它們可能成為高階太陽系探索的理想基地,或者它們甚至可能成為資源來源。”
但是,無論我們是否會派人類去踏上它們,NASA 確實在 2021 年發射了露西小行星探測器露西小行星任務來研究木星的特洛伊小行星,研究它們可以幫助我們更好地瞭解整個宇宙。
像 XL5 這樣的特洛伊小行星“可以為我們提供有關其宿主行星形成的資訊,進而為更好地瞭解太陽系的演化提供線索,從而為太陽系的演化模型增加約束,”桑塔納-羅斯告訴 Space.com。“我們已經研究原始木星特洛伊多年,我們很快將有機會透過 NASA 的露西太空任務進行的現場觀測來研究它們。”
這些發現發表在今天(2 月 1 日)發表在《自然》雜誌上的一項研究中。
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