作者:文/虞子期
在太阳的周围,除了八大行星以外,还有围绕其旋转的岩石世界,它们形成于大约46亿年前,是太阳系形成后的剩余物。虽然它们的数量很庞大,但这数百万颗小行星都太小,尺寸从几英尺到几百英里不等,所以,科学家们称之为小行星。如果通过对比的方式来具象地感知其大小,那么,这里的小行星都比地球月亮的质量更小。天文科学家们在观察日出边缘、夜幕降临后不久的天空时,发现了目前被称为2019 LF6的小行星,它拥有迄今为止最小的小行星“年”,大约每隔151天就可以完成绕太阳运行一次。
在位于洛杉矶东南90英里(约145公里)的Palomar天文台,ZTF(Zwicky Transient Facility)摄像机每天晚上都会快速扫描天空,以寻找所有会随着时间变化的事物,其中不仅包含闪烁或爆炸的恒星,还有从它视线里经过的小行星。而这些观察的最佳时间是日出前或日落后20到30分钟,因为这些小行星总是挤在太阳的附近。这些物体吸引人的另一个原因是它们倾斜的轨道,并且和金星/水星的距离又特别近,这可能表明在过去的某个时间,它们曾被抛出了太阳系的平面。
不论是运行轨道,还是行星本身的大小,这颗新发现的小行星2019 LF6都是非常罕见的,这个0.6英里(一公里)长的大块岩石,也是20种已知的所谓Atira小行星之一,这类近地物体会比地球更靠近太阳。这个大块岩石,它的轨道从金星之外摆动,同样也比水星更接近太阳,它151天的绕太阳运行时间,相当于1月1日到5月的最后一天就是它的一年。这样独特的轨道也侧面说明了,在几十年的时间里,为什么这样大小的小行星没有经过仔细地搜索。正如下图所示,小行星2019 LF6在(白色)的轨道运行,它的路径完全落在地球轨道(蓝色)内。
彗星和小行星这样的物体有一个共同的名字,它叫做近地天体(NEO),因为受到附近行星的引力吸引而进入轨道,从而进入地球附近的区域。大多数岩石小行星都形成于火星和木星轨道之间、较温暖的内部太阳系中。科学家们对小行星的探索兴趣,主要是因为在大约46亿年前,它们在太阳系的形成过程中,保持了相对不变的残余碎片状态。同样,作为太阳系形成过程中的原始剩余构件,小行星可以提供大约46亿年前,行星形成的化学混合物线索。当科学家们确定这个形成过程中剩余碎片(小行星)的化学成分以后,更有利于我们弄清行星形成的原始混合物成分。
就轨道要素而言,绝大多数近地天体都是小行星,科学家们称为近地小行星(NEAs)。NEA可以根据它们的近日距离(q)、远日距离(Q),以及它们的半长轴(a)进行分组,分别是Atira(轨道完全包含在地球轨道上的NEA,以小行星163693 Atira命名。)、Aten(半长轴小于地球,以小行星2062 Aten命名)、Apollo(半长轴大于地球,以小行星1862阿波罗命名。),以及Amor(轨道位于地球的外部,但在火星的内部,以小行星1221 Amor命名) 。而具有潜在危险的小行星(PHAs),目前则是根据测量小行星潜在威胁接近地球的潜在参数来定义的,所有具有0.05 au或更小的地球最小轨道交点距离(MOID),和22.0或更小的绝对幅度(H)的小行星,都被认为是PHA。
小行星位于太阳系的三个区域内,在数十亿年的时间里,因为小行星基本保持不变 ,所以,科学家对它们的研究,可以揭示早期太阳系的大部分内容。大多数小行星都位于火星和木星轨道之间的巨大环中,但是,并不是主带中的所有东西都可以称为小行星,并且,许多小行星甚至位于主带外,只是近地小行星(NEAs)会比地球更接近太阳。尽管一些较小的小行星会和Ceres一样近似球形,但几乎所有的小行星的形状都是不规则的,它们可以有各种形状和大小,有些是固体,有些是由重力束缚在一起的小堆碎石。并且表面被灰尘所覆盖,典型小行星表面的平均温度,大约为零下100华氏度(零下73摄氏度),由于小行星在椭圆轨道上围绕太阳旋转,所以,它们会旋转,甚至有时会不规则翻倒。
自地球大约45亿年前形成以来,就经常发生小行星撞击地球的事件。但据NASA称,对于地球而言,危险的小行星相对非常罕见,如果能够造成全球性灾难,那么这颗小行星的大小必须超过四分之一英里宽。 除了基于轨道的小行星分类外,大多数小行星都可以根据构图分为三类: C型或含碳小行星,这是最常见的一种,在已知的小行星中占比75%以上。它们居住在主带的外部区域,可能是由粘土和石质硅酸盐岩组成;S型或含硅小行星,在已知小行星中约占比17%,它们似乎由硅酸盐材料和镍铁制成,是占主导地位的内小行星带;M型或金属小行星,它们大多数都是小行星的其余部分,它们似乎是由镍铁组成的,并且住在主带的中间区域。当然,还有许多基于成分的稀有类型 , 比如,以Vesta为代表的V型小行星,具有玄武岩,火山地壳这样的地理特性。
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