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太空探索 — 振蕩天星:地球共軌小行星的神秘身世

地球、隕石和月亮示意圖

Getty Images
地球、小行星和月亮示意圖

過去幾年,科學家一直在探究的一個問題是:小行星振蕩天星(Kamo’oalewa)究竟從何而來。

這顆小行星是在2016年被發現的,至今天文學家只知道它是一顆與地球共軌的小行星,其他卻一概不知。

然而,新的研究似乎找到了探尋它神秘起源的更多線索:這顆小行星很可能是月球的一塊碎片。

本傑明·沙基(Benjamin Sharkey)是美國亞利桑那大學的天文學家,也是最近發表在《自然》(Nature)雜誌上的一項新研究報告的主要作者之一。 他說:「如果它真的是一顆正常的小行星,那麼它看起來就與我們預想中的正常小行星很不一樣。」

亞利桑那大學的天體物理學家胡安·桑切斯(Juan Sanchez)也參與了本次的研究工作。他向BBC表示:「振蕩天星可能是月球被隕石撞擊之後反彈出來的碎片。」

要查清振蕩天星的本質屬性,唯一的途徑是通過取樣化驗。這或許能在未來十年做到,但科學家認為從幾個理由可以斷定它出自月球的理論應該成立。

那麼,振蕩天星究竟是什麼呢?

一顆「凖衛星」

洛厄爾天文台Lowell Observatory

Getty Images
位於美國亞利桑那州的洛厄爾天文台(Lowell Observatory)的超級望遠鏡是科學家們觀測振蕩天星的工具。

原本編號為2016 HO3的振蕩天星在2016年被測繪天體的巡天計劃(Pan-STARRS 1)位於夏威夷的一個望遠鏡發現。

科學家們用夏威夷語給它起了一個名字,字面意思為 「振蕩的天體碎片」( Kamo’oalewa)。

它長約40米,嚴格按技術層面而言被劃定為「凖衛星」,而不是「衛星」。

小行星振蕩天星的運行軌道與地球軌道對比

NASA/JPL-Caltech
編號2016HO3的小行星「振蕩天星」運行軌道與地球軌道對比,有時它在地球的前面,離太陽更近,有時在後面,離太陽更遠。

桑切斯解釋說:「作為行星地球的凖衛星是一個與地球處於同軌狀態的天體。因此,該天體雖然也圍繞太陽運行,但仍然接近我們地球。」

與月球圍繞地球運行所不同的是,振蕩天星不是圍繞地球運行,而是圍繞太陽平行運行。因此,即便我們地球消失了,這塊天體仍將繼續在其目前的軌道上運行。

迄今為止,科學家們已經探測到地球的五顆凖衛星,但唯一一個被實際研究過的卻只有振蕩天星。

桑切斯介紹說:「它比其他已知的凖衛星更容易觀測。每年4月份,這個天體變得足夠明亮,可以用大型望遠鏡從地球上觀察它。」

其他幾個凖衛星則不太明顯,無法進行分析。

一塊非常特殊的岩石

在觀察這顆小行星時,天文學家發現它的顏色異常鮮紅,表明它內含金屬礦物。

桑切斯向BBC表示:「簡單地說,我們基本上就是研究這個天體的表面如何反射陽光,試圖確定它的構成。我們發現的是,它是由硅酸鹽礦物質構成的」。

地球另一顆凖衛星2020 CD3的運行軌跡

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地球另一顆凖衛星2020 CD3 與振蕩天星一樣圍繞地球運轉示意圖

「而引起我們注意的是,與其他已經研究過的近地小行星相比,振蕩天星的外觀更接近我們的月球表面。」

科學家們另一個推斷依據是,類似岩石唯一已知標本是1970年代美國阿波羅探月工程帶回來的月球樣本。

桑切斯解釋說:「這引起了我們的注意,因為這是我們第一次嘗試這樣的研究。我們觀察到一個凖衛星,而且這個凖衛星既非常接近地球又圍繞太陽運行。這讓我們懷疑這個天體可能來自月球的表面。」

其他理論認為振蕩天星可能是所謂的近地天體的一部分,即「特洛伊小行星」,它與地球或月球沒有必然聯繫。

但是參加本次新研究的專家們認為,他們研究中的數據為「月球碎片」理論提供了很有利的佐證。

桑切斯說:「我們還不是百分之一百肯定,也不能排除該天體只是近地小行星群中被發現的一個。唯一能完全確認的辦法是去拿到該天體的樣本。」

這樣的方法或許並沒到難於上青天的程度。

2021年4月,中國航天大會論壇上,中國科學院院士葉培建表示,中國設計的小天體探測任務將在10年分三個階段實施,要對近地小行星2016HO3(即振蕩天星)進行探測,也要對彗星311進行探測。

如果中國的計劃得以實施,十年之內中國將發射探測器,訪問振蕩天星和彗星311,帶回樣品。

到那時,振蕩天星是否出自月球的謎團將會找到明確的答案。

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