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发现共享地球轨道的小行星。它能帮助未来的太空任务吗?

天文学与空间 2023-06-02 17:15:13

大卫·罗泽里著《对话》 绘制了2020年XL5轨道相对于地球的500年

资料来源:地平线系统,JPL,美国宇航局CC BY-SA 4

0 研究表明,地球在围绕太阳的轨道上跟随着一颗直径只有一公里的小行星——这是第二个被发现的这样的天体

它平均比地球早两个月绕着太阳转,在前面跳来跳去,就像一个兴奋的预示着我们的到来

这个被称为“2020 XL₅”的天体于2020年12月首次被发现,是在夏威夷毛伊岛的哈雷卡拉山顶上,用泛星望远镜拍摄的

但是确定它的轨道需要使用4

智利1米SOAR(南方天体物理研究)望远镜

根据这些数据,由西班牙阿利坎特大学行星科学家托尼·桑塔纳-罗斯领导的研究小组宣布,2020年XL₅至少将在未来几千年被困在围绕日地“拉格朗日点”之一的轨道上

“这些是地球和太阳的引力平衡的地方,以创造稳定的位置

这意味着该物体在绕太阳运行时与地球保持同步

拉格朗日点也存在于其他行星周围,它们是任何小质量物体在任何两个更大质量物体影响下的平衡点

在日地线上有三个这样的点(L1、L2和L3,见下图),最早是由瑞士数学家莱昂哈德·欧拉在数学上发现的

像詹姆斯·韦伯太空电信公司(在L2)和DSCOVR公司(在L1)这样的航天器,只需少量燃料就可以在那里进行维护

另外两个点,L4和L5,是欧拉的学生约瑟夫·路易斯·拉格朗日在1772年发现的

在这里,一个小质量的物体与太阳和地球形成等边三角形,处于稳定的平衡状态

这些点在地球前方60度,后方60度,因为60度(见上图)是地球轨道的六分之一,这相当于两个月的间隔

如果一个小质量的物体受到扰动,从而远离L4或L5,太阳和地球的联合引力会将它拉回——将它的路径弯曲成围绕拉格朗日点的稳定轨道,该点相对于地球看起来像是芸豆形状

XL5,但没有火球 2020年,XL₅被称为地球的特洛伊伴侣,类似于木星的特洛伊小行星

木星与近万颗已知的小行星共享其轨道,其中一半在木星之前,另一半在木星之后

第一个发现于1906年,以荷马《伊利亚特》中围攻特洛伊的中心人物阿喀琉斯的名字命名

与地球轨道相关的拉格朗日点(大小和距离不按比例)

信用:NOIRLab/NSF/AURA/J

达席尔瓦 一个惯例发展到用同一故事中的英雄来命名每一个人

只有那些尾随木星(聚集在太阳-木星L5位置)的人被赋予特洛伊人的名字,如Hektor,而那些在木星前面(在L4)的人被赋予希腊人的名字,如阿基里斯

总的来说,无论是在L4还是L5,它们都被称为特洛伊木马

现在已经发现了少量的特洛伊小行星,它们与海王星(23)、天王星(1)和火星(9)有关

但是2020年的XL₅只是第二个被发现的地球特洛伊伙伴

第一个是2010年的TK₇,发现于2010年

那只有大约300米宽,所以2020年XL₅比它大很多,大约1

2公里宽

可能有更多的地球木马,但它们很难从地球上被发现,因为它们只能在黎明前的天空中相当低的地方被看到,如果在L4,就像2010年的TK₇和2020年的XL₅,或者在日落后,如果在L5(那里还没有发现)

它们的轨道在数百万年内都不稳定,所以它们不可能是自地球形成以来就存在的残留物,但一定是后来漂移到了某个地方

然而,SOAR观测能够显示2020年的XL₅似乎是一颗富含碳的小行星(称为c型)

因此,这是太阳系是由什么构成的一个样本,更详细地研究地球上的特洛伊同伴作为未改变物质的例子将是有益的

小行星位置,木星的特洛伊木马呈绿色

学分:英语维基百科的Mdf,公共领域,通过维基共享 但是我们能开采它们或以其他方式使用它们吗?桑塔纳-罗斯指出,2020年的XL₅有一个在地球轨道平面上下浮动的轨道

这意味着操纵航天器进入会合点(进入轨道或着陆)需要相当大的速度变化

这可能需要太多燃料才能实现

这同样适用于2010年的TK₇

然而,该研究指出,如果在不太倾斜的轨道上发现其他地球特洛伊木马,这些可能会成为探索太阳系的中转站

它们比从地球或月球上起飞容易得多,因为它们的引力很小

它们甚至可以成为我们可以开采的资源来源

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