太阳具有巨大的破坏力。运行中撞向太阳的天体,即便大如彗星和小行星,也会瞬间被摧毁。
图:电影《流量地球》中,地球接近木星时大气被剥离。
但是,科学家发现,太阳的威力能够触达小行星的距离要远远超过我们以前所认为的。这是由夏威夷大学天文研究所的一个团队发现的。当时,他们正在观测由卡特林那巡天系统(CSS, Catalina Sky Survey)发现的近地天体(NEO,Near-Earth Objects),并试图找出遗漏的天体。
60英寸的莱蒙山望远镜是卡特林那巡天系统中使用的三台望远镜之一。图:亚利桑那大学的卡特林那巡天系统。
如果一颗小行星在近日点(即最接近太阳)时,其距离小于日地距离的1.3倍,那么就会定义为近地天体。我们需要知道这些近地天体具体的位置、数量以及大小。因为它们对于航天器乃至地球本身都有着巨大的潜在威胁。
图:日地距离及半径示意图
尽管八年间,卡特林那巡天系统共发现了9,000多个近地天体,探测小行星的难度依然非常大,因为它们不但看起来仅仅是很小的发光点,并且处在持续运动中。团队知道通过该计划无法检测到所有近地天体,所以夏威夷大学天文研究所的成员罗伯特·杰迪克博士开发了一款软件,来找出巡天系统遗漏了哪些近地天体。
这项工作消耗了大量的人力和物理。但是完成后,他们发现了一个奇怪的现象:根据他们的工作,在以太阳为中心的10个直径的范围内,存在天体的数量应该远远多于目前所观测到的——多达十倍。这个发现令团队感到非常困惑。
该团队花了一年的时间来验证他们的工作,最后得出结论,上面的矛盾不在于他们的分析有误,而在于我们对太阳系的运行方式的错误理解。这篇《自然》杂志上的文章解释了这一现象,文章来自赫尔辛基大学的科学家米卡尔·格兰维克,文中假设,小行星会在足够接近太阳的时候被摧毁,如果这个距离远远大于之前的设定,他们的近地天体模型将能更好地拟合现实。
他们验证了这个想法,并发现,一旦把停留在以太阳为中心的、10个直径范围内过久的小行星移除,模型就会和实际观测结果匹配。杰迪克博士评论说:“小行星在接近太阳时会被撕碎,这项发现令我们非常震惊,所以我们又花了很多时间来验证这个结论。”
除了上面的矛盾之外,我们在分析预测太阳系的小天体时,预测结果和实际观察相比还有一些出入。从形成上来说,流星是小行星飞过时抛出的尘埃,当它们进入地球大气层时,会燃烧起来,放出明亮的光芒。所以理论上来说流星应当都是有父天体存在的,但奇怪的是,实际上我们很难追踪到它们所属的父天体。这项研究表明,它们的父天体肯定已经因为离太阳太近而被撕碎了,这才留下了这些我们找不到来源的流星群。
图:在公转过程中,当地球冲向小行星抛出的尘埃时,我们就看到了仿佛来自远处某一点的流星雨。
团队还有另一个好玩的发现:暗小行星被撕碎的位置往往比亮小行星距太阳更远。这个发现证实了以前的观测结果,即较亮的近地天体的轨道比较暗的近地天体更靠近太阳。如果这是真的,那么两者必然具有不同的成分和内部结构。
图:日本发射的“隼鸟”系列小行星探测器
“也许这项研究最有趣的结果是,现在只需跟踪小行星的轨道和大小,就能推断出它们的内部结构。这真的是很令人兴奋,当我们刚开始开发这个软件时,根本没想到能有这样的发现。”格兰维克说。
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