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地球有两颗卫星?是真还是假?答案或许是这样的

我们很容易被外太空的巨大规模所吸引,以至于我们可能忘记,(以宇宙的视角来看)地球——这颗如同人类家园的星球,如同宇宙中最遥远的地方一般,也还有着许多神秘之处。如今科学家们正努力研究我们的太空是如何运转的,这就是为什么在我们发现夜空中的全新事物时,我们会为之激动不已。现在,我们将揭开地球第二个卫星的神秘面纱。你渴求知识吗?你是不是一直充满好奇?

为寻找更多迷人的内容敲钟!2020年2月,一个名为2020 CD3的天体被卡特林那巡天系统发现,该系统是由美国宇航局资助,旨在研究离地球最近的天体即近地天体的项目。CD3就是这样的一个近地天体,它是一块相当罕见的岩石,大小与一辆汽车相持平,环绕地球时与地球最近距离为48000英里。

宣布这一发现的天文学家西奥多·普鲁因(Theodore Pruyne)和天文学家卡克珀·维兹乔斯(KacperWierzchos)认为它可能已经在地球轨道上运行了大约两到三年,不过由于这些是新数据,以至于我们现在还没有确切的时间框架来建造一个研究CD3轨迹的系统,用于追溯它最初被地球捕获的时候。但是所有好的(或者意想不到的)事情终将都会结束,CD3预计将在2020年4月某个时候从地球轨道被弹出,在那之后,它会回到它穿过我们的路径之前的样子——绕着太阳运行。因为它只在地球周围停留了很短的时间,所以这个小行星被称为临时捕获物,或TCO。

根据美国宇航局的喷气推进实验室研究,它在一次接近近地距离的飞行中被地球引力捕获,最小距离达到160万英里。简而言之,CD3恰好在某个特定点上以与地球以大致相同的距离绕太阳运行,这意味着它离我们相当之近,所以被短暂地拉入进地球轨道。虽然一颗与汽车大小持平的小行星可能看起来并不特别令人兴奋,但实际上是相当罕见的......更罕见的是科学家们在它消失之前发现了另一颗。第一个TCO是在2006年被发现的,被命名为2006 RH120,也是由卡特林那巡天系统发现的。

正如2020年观测到的CD3一样,RH120是一块由他物喷射而出的小天体,但是它却给人们留下了深刻的印象。即使在今天,关于RH120是TCO(临时被地心轨道捕获的小天体)还是由阿波罗任务而遗留下来的空间碎片的争论仍在继续。尽管它早已不复存在,我们或许永远无法确定它是垃圾亦或是其他更有趣的东西,但我们应该有足够多的时间通过CD3来了解关于这类小天体的宝贵信息。虽然我们只正式确定了其中两个,但一些天文学家认为,在任何特定时间都有可能存在一个所谓的“迷你月球”绕地球运行。

不过,令TCO如此罕见的真正原因实际上是一个数学问题:要成为TCO,一个物体必须以非常精确的角度和速度进入地球轨道,以至于它们逃脱了两种更为可能的命运中的任何一种(落到地面并燃烧起来,或者以全新的方向飞回太空)。TCO以一个恰好正确的方式接近地球,使得它们暂时被困在地心轨道上,“停留”了一段时间。这一切显得是如此的完美,但是这些小天体从何而来呢?最有可能的答案便是围绕地球的TCO原先在火星和木星之间的小行星带徘徊,当它飞行到某个位置时,被地球引力场短暂干扰,改变了原先围绕太阳行星的轨道,从而向地球飞来。

在2016年发现的H03便是这一解释的典例之一,它已存在好几个世纪。H03并不是被捕获的天体,它只是恰好以和地球大致相同的距离和速度绕太阳运行,这就意味着它实际上会伴随着地球一同围绕太阳系运行。或许这听起来是个坏消息,但事实正是如此,它可能会继续这样存在数百年,直到最终消失。

突然获得一个新的“月亮”的观点对于生活在地球上的我们来说是闻所未闻的,但一颗行星拥有多颗卫星的情况在太阳系中并非独此一例,并且一颗行星拥有卫星的数量实际上与它的引力、大小无关。事实上,地球的卫星的确是所有卫星中最大的卫星(相对于它绕行的行星的大小),但其他行星也同时拥有更多的卫星。木星有七十九颗巨大的卫星,并且数量还在增加;尽管火星比地球小,引力较弱,但它也有两个卫星——火卫一和火卫二。

即使是于2006年被降级为矮行星的冥王星,也拥有着5颗卫星。而距离我们最近的月球,却依旧披着它神秘的面纱。人们至今仍然无法在月球的形成原因上达成一致。而这其中最为流行的一种猜测被称为大碰撞假说。这个假说认为:在太阳系形成的初期,有一个巨大的天体撞击了原始地球并且产生了足量的碎片,这些碎片最终累积在一起形成了现在的月球。早期的理论认为,这个天体有可能是一颗叫做“忒伊亚”的行星。从化学角度上来说,地球和月球的构成惊人地相似:它们有几乎相同的氧同位素和钛同位素比率。

这个发现可以支持月球曾经是地球的一部分的猜想。但奇怪的是,这个发现也可以被用来推翻这一理论:月球与地球是如此的相似,而我们却找不到月球上其它天体碎片的踪影。但如果“忒伊亚”确实存在并撞上了地球,那么它的碎片理应会成为月球的一部分,这就为“忒伊亚“的故事打上了巨大的问号。不过还有一种猜想:俘获理论。这个猜想认为月球是在自身完全形成之后受到了地球的引力牵引,相当于是CD3迷你卫星的放大版。

然而这个猜想所依赖的假设也可以被同样的证据所推翻。假如月球是被俘获的,那么它的化学组成应该和地球完全不同,而我们已经知道这和我们的发现自相矛盾,因为地球和月球的构成极其相似。不过理论上来说地球确实可以通过自身的引力来捕获一个这样大小的天体,而且俘获理论能够解释月球会被潮汐锁定的原因。

也有其他的宇宙模型认为地球曾经拥有过两颗卫星,它们碰撞在了一起并形成了现在的月球,这也许能够解释为何月球的正反两面会如此的不同。如果有一天,有一个和月球一样大的天体向我们飞来,那么很有可能会发生一场碰撞。假如大碰撞假说是正确的,那么地球和新的月球最终也会达到一个平衡的状态,而这个过程将再次持续数十亿年的时间。 

在假想的撞击时刻,全世界会发生巨大的灾难性的变化。一个足够大小和月球相仿的小型星体就算是没有撞击到地球而是围绕着地球做轨道运行,也会给我们带来肆虐的洪水和气候的突变。很幸运的是正如2020CD3一样,临时发现的星体是很小的,以至于地月之间的238,000英里还是这样的空无一物。即便偶尔有小行星的侵袭,也不会有末日般的大洪水和灾难般的流星雨。即使是我们所谓的相对近距离,那也是有相当大的空间。

如果一个比月球大的小行星进入地球轨道,就会给我们带来灾难性的影响。但是正如2020CD3一样,给我们带来的不是惊吓,而更多的是惊喜。地球的引力远小于太阳,但是总是会把小型的天体拉进到我们围绕太阳的旅程上。正是如此,在2020年,地球会有两个卫星。 

2020CD3(以下简称CD3)是一个近地轨道小行星,它围绕着太阳做轨道运行,但是它会受到地月系统的影响而靠近地球运行,就在CD3运行到靠近地球的时候进入了我们的小行星捕获系统(TSC)。在2020年2月15日,天文学家Theodore Pruyne和 KacperWierzchoś在莱蒙山用卡塔琳娜巡天系统发现了CD3。天文学家的发现被小行星中心(MPC)在2020年2月25日官宣,随后进一步的观测证实了CD3围绕着地球运行。

在2006年发现2006RH120之后,CD3是第二个被观测到的地球临时卫星。基于正常的轨道,在2016-2017年,CD3受地球引力而改变了轨道,很有可能在2020年5月逃离地球的引力束缚。CD3下次将会在2044年的3月再次接近地球,但是由于距离过远而不会改变它的运行轨道。2020CD3的绝对星等大约是32左右,体积相当的小。作为一颗碳质C型小行星,它的光照反射率很小,就像沥青一样漆黑,它的直径大约为1.9-3.5米。2020CD3是一个典型的阿诸那小行星,有着与地球轨道接近的亚型阿波罗小行星。

by:马非马,墨森Murson,Leo,日月

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