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科学家发现地球有两个“马前卒”,已陪伴地球数百年,或有大用处

地球围绕太阳转,每年运行的轨道基本相同(在银河系中的位置不同),但是在地球的轨道上其实也并非只有地球在运行,在地球的拉格朗日L4和L5点上,也有一些小行星在与地球基本共轨运行,这些小行星就被叫做“特洛伊小行星”。

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说到特洛伊小行星,很多朋友都知道在木星轨道的两侧都有大群的这种小天体在运行,他们基本与木星共轨,是在木星与太阳共同引力的影响下,在木日的L4和L5点附近运行的小行星,实际上不单是木星,在太阳与土星、天王星、海王星等各自的轨道拉格朗日L4和L5点上也都发现有小行星存在,这些小行星也都属于特洛伊小行星类型。

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地球是太阳系中第五大行星(质量和体积),地球围绕太阳运行也有自己的拉格朗日L4和L5点,在这两个引力较为稳定的点上也有小行星存在,它们就是地球的特洛伊小行星。

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地球的首颗特洛伊小行星发现于2011年,编号为2010 TK7,直径约400米,位于日地系统的拉格朗日L4点上,已陪伴地球数百年。

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科学家发现地球有两个“马前卒”,已陪伴地球数百年,或有大用处

今年(2022)的2月1日,西班牙和美国研究人员在《自然·通讯》杂志上发表论文称他们发现了一颗新的特洛伊小行星,命名为2020 XL5,这颗小行星要比2010 TK7大得多,其直径在1200米左右,在小行星中算是“大个子”了。

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研究者们是利用位于智利、美国和西班牙等多地的大型天文望远镜在日地拉格朗日L4和L5点上的观测结果,并借助电脑模型分析,发现了2020 XL5和其特征,认为它是太阳系最普通的C型小行星,主要成分是碳和一些矿物质,表面颜色发黑,反光能力较弱,这也使得它很不容易被发现。

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研究人员通过分析认为2020 XL5最初只是一颗在太阳系中“流浪”的小行星,但是在大约500年至1000年前,它被地球引力捕捉,开始以和地球近乎相同的轨道围绕太阳公转,离太阳的平均距离为1.001个天文单位,位于地球运行轨道的前方,可称其为地球的“马前卒”或“开路先锋”,计算发现它将至少与地球共轨4000年。算上十年前发现的2010 TK7,目前地球有两个“马前卒”了。

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可能有不少朋友担心,这颗小行星既然与地球共轨,那它会不会因为与地球的运行速度有差异而撞到地球上呢?这个可能性基本是不存在的,因为它位于日地拉格朗日L4点上,这个点有来自太阳和地球共同引力的稳定性,多数时间位于地球运行轨道前方9000万至2.7亿公里处,所以基本不会出现与地球相会的情况。

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不过太阳系中的引力状况本就十分复杂,即便是位于日地的拉格朗日L4点上,也会与金星、火星、以及月球的引力产生干扰,更何况这颗小行星也有它自己的运行规律,观测发现它在一个马鞍形的轨道上运行,与太阳的最远距离约1.39个天文单位(日地距),最近时约0.61个天文单位,当前距地球0.68个天文单位,大概有1亿公里远。

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研究者认为上述的引力干扰和其运行特征将2020 XL5最终逃脱拉格朗日L4点,离开地球的引力掌控范围,但这个时间至少要在4000年后。

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虽然目前科学家们才看到了两颗地球特洛伊小行星,但推测这类小行星在日地拉格朗日L4和L5点上应该还有多颗,只是它们都距离地球比较遥远,体积又较小,很不容易被观测到,但随着人类太空观测技术的进步以及对这类小行星的关注,应该会有更多的地球特洛伊小行星被发现。

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已有天文学家认为2020 XL5这颗小行星或有大用处,比如将来可以供人类进行深空探测或者星际旅行以及移民使用,比如进行引力波探测和深空光学探测,就需要远离地球,其实所处的位置就很合适,可在其上建造大型天文望远镜或引力波探测设备,使之成为天然的理想观测台站。

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因为2020 XL5体积够大,最大或可达9亿立方米,速度也很高,每秒近30公里,只要其运行速度略有增加就能远离太阳系,那么将来人类进行星际旅行,就可以进入这颗小行星内部,在里面建造一座小型太空城市,打造出可持续运行的生存系统,并利用核聚变产生能量推动小行星脱离太阳系,或者说可以将其打造成一个微型版“流浪地球”,可供百余人在其内部生活数千上万年,足够少数人类完成星际的迁移。

参考资料:

《光明网》2022年2月3日文章《“相伴”4000年,研究人员又发现一小行星伴地球公转》

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