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小天体不走寻常路

2018-08-06刘园园

发明与创新·少儿天地 2018年7期
关键词:双曲线星际小行星

刘园园

今年,小行星们相当活跃,多次近距离飞掠地球,人们惊出了一身冷汗。虽然个头比较小,但小天体家族成员众多,是太阳系中不可忽视的群体。

除了长相特别,它们还有很多有意思的地方,比如不爱走寻常路。

在椭圆轨道上画圈圈

在太阳系中,八大行星在力的作用下绕着太阳在椭圆轨道上转圈。作为质量和体积更小的小天体,大多数小行星只能和八大行星一样在椭圆轨道上绕太阳转。

在今年11月将飞掠地球的“骷髅头小行星”就拥有椭圓轨道。它的轨道以太阳为中心,且离地球轨道很近,所以它被称为近地小天体。这种小天体每隔一段时间就会拜访一下地球,有的甚至存在撞击地球的可能。

木星和火星之间有个小行星带,这个地带是太阳系中小行星最密集的区域,因此又被称为“主带”。绝大多数主带小行星也在椭圆轨道上绕太阳公转。

在抛物线、双曲线上荡秋千

不是所有的小天体都会乖乖地在椭圆轨道上绕着太阳转一辈子。如果发生碰撞,它们就无法继续维持原来的椭圆轨道。如果有些小行星在运行过程中离大行星太近,还受到强烈的引力摄动,那么可能被大行星俘获,成为其卫星,也有可能被甩到以太阳为中心的抛物线或双曲线轨道上,最后飞出太阳系。

有时太阳系外的小天体会飞进太阳系瞧一瞧,然后又飞走了。它们的路径也是以太阳为中心的抛物线或双曲线。

2017年10月,天文学家观测到一个奇怪的小天体,给它取名“奥陌陌”。“奥陌陌”的双曲线轨道与太阳系内小行星的运行轨道不一样,天文学家推测它很可能来自太阳系外。

在拉格朗日点附近我行我素

由于质量很小,小天体在太阳和行星的夹缝中生存,很容易受到引力摄动,从而“出轨”。但是,在某些特殊的地方,小天体却可以在夹缝中保持动态平衡,这个地方就是拉格朗日点。

地球绕太阳转动时,会有5个拉格朗日点,分别为L1、L2、L3、L4、L5。这5个点不是固定的,而是随着地球公转与地球和太阳之间保持一定构型。同理,在火星与太阳之间、木星与太阳之间也存在拉格朗日点。

其中L4和L5分别位于行星轨道前方60°和后方60°。它们附近有一种特殊的小天体——特洛伊小行星,这小天体“借用”行星轨道但不会与行星相撞,其轨道是一头大、一头小的蝌蚪形状。

小天体还可以沿着L3、L4、L5拉格朗日点兜圈子,形成马蹄型轨道。2010年,天文学家观测到一颗在地球轨道附近画“马蹄”的小行星2010 SO16。它与地球相伴,被称为地球的“伙伴小行星”。

在“行星际高速公路”上“飙车”

把太阳系内所有拉格朗日点都动态地连接起来,形成一种奇特的行星际管道,这管道就是所谓的“行星际高速公路”,最疯狂的小天体在里面“飙车”。

拉格朗日点附近的小天体虽然可以保持动态平衡,但依然容易受到干扰。一旦受到其他引力干扰,它们就会离开原处,溜到下一个拉格朗日点。由于让它们从这个拉格朗日点漂移到下一个拉格朗日点的外力可能很小,所以它们看起来像是在“飙车”。

其他小天体一旦飘进“行星际高速公路”,也会加入疯狂“飙车”的队伍。这一飙很可能就是几百万年,直到被“恰到好处”的引力干扰,从而驶出“行星际高速公路”,继续下一段太空旅行。(转自《科技日报》)

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