地球一直以来寻求的小行星伴侣类型中的首个已被发现,这是一颗太空岩石,它始终在其轨道路径上,在地球的前方跳舞,刚好超出地球的触及范围。
这颗名为 2010 TK7 的小行星直径近 1000 英尺(300 米),目前领先地球约 5000 万英里(8000 万公里)。
研究人员表示,这颗小行星是被称为地球特洛伊天体类别中的首个,这是一类太空岩石,可能比月球更容易到达,即使其成员小行星可能远在数十倍之外。他们补充说,这类长期以来一直被怀疑存在但直到现在才得到证实的的小行星,有一天可能成为有价值的任务目的地,特别是考虑到它们可能富含地球表面上稀有的元素。[小行星 2010 TK7 的照片和轨道]
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要想象特洛伊小行星在哪里,请将太阳和地球想象成一个等边三角形中的两个点。这种三角形的另一点被称为特洛伊点,或以发现它们的数学家拉格朗日命名的拉格朗日点。太阳和地球有两个这样的点,一个领先于地球,被称为其 L-4 点,另一个拖在后面,其 L-5 点。
太阳和其他行星也有拉格朗日点,并且已经观察到小行星位于太阳与木星、海王星和火星共有的那些点上。科学家们长期以来一直怀疑太阳和地球也存在特洛伊天体,但从地球上看,这些伴侣主要停留在白天的天空中,很大程度上隐藏在阳光中。
现在,借助 2009 年发射的广域红外巡天探测器 (WISE) 卫星,天文学家发现了地球的第一个可能的特洛伊天体,这是一颗在其大部分时间都位于太阳-地球 L-4 点的岩石。
地球的首个特洛伊小行星
小行星 2010 TK7 具有奇异、混乱的轨道。
由于太阳系中其他天体的引力吸引,特洛伊小行星通常不会直接在拉格朗日点轨道上运行,而是在它们周围呈蝌蚪状环形轨道运行。然而,2010 TK7 的蝌蚪轨道异常巨大,有时会将其带到几乎与地球相对的太阳另一侧。[照片:深空中的小行星]
加拿大阿萨巴斯卡大学的天文学家、研究合著者马丁·康纳斯告诉 SPACE.com:“这个天体的行为比我预期的要有趣得多。 “它似乎做了一些以前特洛伊天体没有做过的事情。尽管如此,它必须有一些极端的行为才能使其从拉格朗日点移动足够远,从而进入我们的视野。”
康纳斯和他的团队开始使用 WISE 的小行星和彗星搜索项目 NEOWISE 的数据来搜索地球特洛伊天体,NEOWISE 以近地天体和 WISE 命名。
WISE 望远镜在 2010 年 1 月至 2011 年 2 月期间以红外光扫描了整个天空,这项搜索产生了两个候选天体,其中一个 2010 TK7 在夏威夷莫纳克亚山的加拿大-法国-夏威夷望远镜进行后续观测后,被证实为地球特洛伊天体。
研究人员已经充分计算了这颗小行星的轨道,以了解它在未来 10,000 年内的位置——2010 TK7 不会比 1240 万英里(2000 万公里)更接近地球,这比地球到月球的距离远 50 多倍。
美国宇航局喷气推进实验室 NEOWISE 的首席研究员艾米·梅因策尔说:“这就像地球在玩‘追逐领头羊’的游戏。”她没有参与这项研究。“地球总是在追逐这颗小行星。”
2010 TK7 的行为足够混乱,以至于使其远离其相当稳定的特洛伊点,这一事实表明它只是勉强被困在那里,可能只是最近才从其原始位置受到干扰。康纳斯说,研究人员将运行更多的计算机模型来模拟它的轨道,以找出发生了什么。
小行星 2010 TK7 可能是第一个被证实的地球特洛伊小行星,但已知在我们星球的邻近区域存在几个轨道相对稳定的太空岩石。它们包括小行星克鲁特尼和 2010 SO16,它们具有巨大的马蹄形轨道,以及至少另外两个。但这些其他小行星都没有被证实是地球特洛伊天体。
仍然有很多未知数
到目前为止,2010 TK7 还没有正式名称。康纳斯说:“在考虑名称之前,需要确定其轨道,因此 WISE 团队还需要进行几年的观测才能给它命名。”
目前尚无 2010 TK7 的颜色信息可用来阐明其成分。原则上,小行星可能具有与地球相似的构成,但由于它们较小,它们会更快冷却,这意味着较重的物质不会有时间像在我们星球上那样沉到中心。
因此,在地球表面上不常见的元素可能在小行星上更容易获取。
康纳斯说:“我们有一天可能会开采这些东西。”
不幸的是,2010 TK7 不是一个好的目标,因为它在地球轨道平面上方和下方移动,这意味着需要大量的推进剂才能到达。然而,如果确实存在其他地球特洛伊天体,它们可能会更容易接近。
既然研究人员已经发现了一个,“这让你想知道是否还有更多,”康纳斯说。他充满希望地指出,旨在探测近地天体的全景巡天望远镜和快速反应系统 (Pan-STARRS) 望远镜阵列和相机可能会发现更多。
科学家们在 7 月 28 日出版的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。
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