
金星共軌小行星 隱形的殺手 或撞擊地球?
科學家們不懈努力探測近地小行星,以預防可能對地球造成的災難性撞擊。然而,最新的研究卻揭示了一處鮮為人知的盲區:潛伏在金星軌道周圍的一群共軌小行星。這些「隱形」天體由於太陽眩光的限制難以偵測,但當它們的軌道與地球交會,部分可能構成撞擊風險。
「特洛伊天體」(Trojan)是指與一顆較大天體共享公轉軌道的小天體(主要為小行星)。它們並非隨機散布,而是穩定地聚集在主天體軌道前方約60度或後方約60度的特定位置,這些位置在天文學上被稱為「拉格朗日點」(Lagrangian Points)中的L4和L5點。在這些引力平衡點上,小天體與主行星和太陽之間形成穩定的三體引力系統,能夠長期維持其軌道而不易脫離。
特洛伊天體:行星軌道上的「盟友」與「潛敵」
太陽系中,最著名的特洛伊天體群位於木星軌道。這些龐大的小行星群被形象地分為「希臘營」和「特洛伊營」,分別位於木星軌道前方和後方的拉格朗日點。除了木星,科學家們也在火星、海王星,甚至地球的軌道上發現了少數特洛伊天體。例如,地球的首顆特洛伊小行星「2010 TK7」於2011年被證實,位於地球軌道前方的L4點。這些特洛伊天體的存在,為我們理解太陽系的形成和演化提供了寶貴線索。然而,它們雖然與行星共享軌道,但其微小的擾動或長期演化,仍可能使其偏離穩定點,成為潛在的危險。
金星共軌小行星:難以捉摸的近地威脅
儘管過去20年來,科學家在探測近地小行星方面取得了顯著進展,將數千顆直徑超過140米、近日點離地球750萬公里以內的「潛在危險小行星」(Potentially Hazardous Asteroids, PHAs)列入監測清單,如著名的阿波菲斯小行星和貝努小行星。然而,巴西聖保羅大學Valerio Carruba團隊的最新研究指出,我們可能長期忽略了金星周圍的特洛伊小行星群。
研究人員表示,與金星共軌的未知小行星可能超過20個。這些天體因與金星共享軌道,使得它們在太陽-金星-小行星系統中保持相對穩定。但這種「共軌狀態」僅能保護它們不與金星近距離接近,卻無法阻止其與地球的「不期而遇」。研究團隊透過建立不同軌道傾角的網格模型,將26個軌道特徵各異的小行星數據代入,演算其在長達36,000年內的運行軌跡。分析結果令人警惕:部分金星共軌小行星的軌道離心率小於0.38,表明它們可能對地球構成持續且多次的近距離接觸威脅。如果其中有小行星直徑超過140米,且其軌道在某些時刻接近地球軌道0.05天文單位(約750萬公里)以內,便符合潛在危險小行星的定義。
更為棘手的是,這些金星共軌小行星由於長期處於太陽的強烈眩光範圍內,從地球上利用傳統望遠鏡進行探測極為困難,它們如同隱形一般,躲避著地球的目光。這意味著,即使存在潛在的撞擊威脅,我們也很難提前發現並評估其風險。這項研究結果不僅為行星防禦領域開闢了新的視野,也為未來的太空任務指明了方向——繞行金星軌道的太空任務或許是檢測這些隱藏威脅的唯一途徑。
行星防禦:從DART任務到國際合作
面對小行星撞擊地球的潛在威脅,各國太空機構和國際組織早已未雨綢繆,積極投入行星防禦體系的建設。美國太空總署(NASA)於2016年成立了「行星防禦協調辦公室」(Planetary Defense Coordination Office, PDCO),專責協調近地小行星的檢測、追蹤、軌道偏轉方案評估,並向公眾發布預警。
在應對方案方面,目前已有多種技術被提出並進行測試:
- 動能撞擊器(Kinetic Impactor)是目前最成熟的行星防禦方法,通過高速撞擊小行星改變其動量,進而微調軌道。2022年,NASA的DART任務成功撞擊小行星迪莫弗斯,縮短其軌道週期32分鐘,證明了此技術的可行性。然而,這種方法需足夠的預警時間,對於短時間發現的巨大小行星效用有限。
- 核爆炸(Nuclear Explosion)是針對預警時間短或體積巨大的小行星的選項,通過在小行星附近引爆核裝置,利用產生的X射線推動小行星改變軌道。雖技術可行,但核武器的使用牽涉到法律、政治和倫理問題,且碎片風險需謹慎處理。
各國太空機構,如歐洲太空總署(ESA)和中國,相繼制定了各自的行星防禦計劃。中國探月工程總設計師吳偉仁曾指出,中國已部署「近地小行星防禦系統」,並預計在2027年前後對一顆小行星實施動能撞擊實驗。這些國際間的協同努力,共同構建起一道保護地球的防線。
Text by BusinessFocus Editorial
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