地球的首個小行星伴侶終於被發現

這顆太空岩石在其軌道路徑上,在地球的前方跳舞,剛好超出地球的觸及範圍

地球一直以來尋求的小行星伴侶型別中的首個已被發現,這是一顆太空岩石,它始終在其軌道路徑上,在地球的前方跳舞,剛好超出地球的觸及範圍。

這顆名為 2010 TK7 的小行星直徑近 1000 英尺(300 米),目前領先地球約 5000 萬英里(8000 萬公里)。

研究人員表示,這顆小行星是被稱為地球特洛伊天體類別中的首個,這是一類太空岩石,可能比月球更容易到達,即使其成員小行星可能遠在數十倍之外。他們補充說,這類長期以來一直被懷疑存在但直到現在才得到證實的的小行星,有一天可能成為有價值的任務目的地,特別是考慮到它們可能富含地球表面上稀有的元素。[小行星 2010 TK7 的照片和軌道]


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要想象特洛伊小行星在哪裡,請將太陽和地球想象成一個等邊三角形中的兩個點。這種三角形的另一點被稱為特洛伊點,或以發現它們的數學家拉格朗日命名的拉格朗日點。太陽和地球有兩個這樣的點,一個領先於地球,被稱為其 L-4 點,另一個拖在後面,其 L-5 點。

太陽和其他行星也有拉格朗日點,並且已經觀察到小行星位於太陽與木星、海王星和火星共有的那些點上。科學家們長期以來一直懷疑太陽和地球也存在特洛伊天體,但從地球上看,這些伴侶主要停留在白天的天空中,很大程度上隱藏在陽光中。

現在,藉助 2009 年發射的廣域紅外巡天探測器 (WISE) 衛星,天文學家發現了地球的第一個可能的特洛伊天體,這是一顆在其大部分時間都位於太陽-地球 L-4 點的岩石。

地球的首個特洛伊小行星
小行星 2010 TK7 具有奇異、混亂的軌道。

由於太陽系中其他天體的引力吸引,特洛伊小行星通常不會直接在拉格朗日點軌道上執行,而是在它們周圍呈蝌蚪狀環形軌道執行。然而,2010 TK7 的蝌蚪軌道異常巨大,有時會將其帶到幾乎與地球相對的太陽另一側。[照片:深空中的小行星]

加拿大阿薩巴斯卡大學的天文學家、研究合著者馬丁·康納斯告訴 SPACE.com:“這個天體的行為比我預期的要有趣得多。 “它似乎做了一些以前特洛伊天體沒有做過的事情。儘管如此,它必須有一些極端的行為才能使其從拉格朗日點移動足夠遠,從而進入我們的視野。”

康納斯和他的團隊開始使用 WISE 的小行星和彗星搜尋專案 NEOWISE 的資料來搜尋地球特洛伊天體,NEOWISE 以近地天體和 WISE 命名。

WISE 望遠鏡在 2010 年 1 月至 2011 年 2 月期間以紅外光掃描了整個天空,這項搜尋產生了兩個候選天體,其中一個 2010 TK7 在夏威夷莫納克亞山的加拿大-法國-夏威夷望遠鏡進行後續觀測後,被證實為地球特洛伊天體。

研究人員已經充分計算了這顆小行星的軌道,以瞭解它在未來 10,000 年內的位置——2010 TK7 不會比 1240 萬英里(2000 萬公里)更接近地球,這比地球到月球的距離遠 50 多倍。

美國宇航局噴氣推進實驗室 NEOWISE 的首席研究員艾米·梅因策爾說:“這就像地球在玩‘追逐領頭羊’的遊戲。”她沒有參與這項研究。“地球總是在追逐這顆小行星。”

2010 TK7 的行為足夠混亂,以至於使其遠離其相當穩定的特洛伊點,這一事實表明它只是勉強被困在那裡,可能只是最近才從其原始位置受到干擾。康納斯說,研究人員將執行更多的計算機模型來模擬它的軌道,以找出發生了什麼。

小行星 2010 TK7 可能是第一個被證實的地球特洛伊小行星,但已知在我們星球的鄰近區域存在幾個軌道相對穩定的太空岩石。它們包括小行星克魯特尼和 2010 SO16,它們具有巨大的馬蹄形軌道,以及至少另外兩個。但這些其他小行星都沒有被證實是地球特洛伊天體。

仍然有很多未知數
到目前為止,2010 TK7 還沒有正式名稱。康納斯說:“在考慮名稱之前,需要確定其軌道,因此 WISE 團隊還需要進行幾年的觀測才能給它命名。”

目前尚無 2010 TK7 的顏色資訊可用來闡明其成分。原則上,小行星可能具有與地球相似的構成,但由於它們較小,它們會更快冷卻,這意味著較重的物質不會有時間像在我們星球上那樣沉到中心。

因此,在地球表面上不常見的元素可能在小行星上更容易獲取

康納斯說:“我們有一天可能會開採這些東西。”

不幸的是,2010 TK7 不是一個好的目標,因為它在地球軌道平面上方和下方移動,這意味著需要大量的推進劑才能到達。然而,如果確實存在其他地球特洛伊天體,它們可能會更容易接近。

既然研究人員已經發現了一個,“這讓你想知道是否還有更多,”康納斯說。他充滿希望地指出,旨在探測近地天體的全景巡天望遠鏡和快速反應系統 (Pan-STARRS) 望遠鏡陣列和相機可能會發現更多。

科學家們在 7 月 28 日出版的《自然》雜誌上詳細介紹了他們的發現。

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Charles Q. Choi is a frequent contributor to 大眾科學. His work has also appeared in The New York Times, Science, Nature, Wired, and LiveScience, among others. In his spare time, he has traveled to all seven continents.

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