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  这张图像呈现了侧向看到的地球轨道以及用绿色线条标示出的小行星2010 TK7在未来数年内的轨道位置。这颗小天体由美国宇航局WISE探测器发现,现在已经被确认为首颗证实的地球-特洛伊族小行星,位于第四拉格朗日点。

  美国宇航局WISE探测器锁定了首颗地球-特洛伊族小行星2010 TK7。目前正运行在地球前方约8000万公里处,其直径约300米。

  北京时间7月29日消息,科学家们发现了一颗地球的“小行星伴侣”,这颗太空石块运行在地球轨道的前方,一直和地球保持着若即若离的距离。

  这颗小行星名为2010 TK7,直径大约300米左右,目前正运行在地球前方约8000万公里处。

  这颗小行星属于一类科学家们长期以来一直在寻找的种类,即“地球-特洛伊族”(Earth‘s Trojans)小行星。这种类型的小天体,由于轨道因素,尽管它们距离地球比月球要远得多,但是却更加容易登陆。天文学界长期以来一直怀疑存在着这类小行星,但是直到此次才被最终确认。这些小天体未来将极可能成为极具价值的探测目的地,并且它们的表面可能还富含有地球上较为稀有的化学元素。

  为了给读者一个有关地球-特洛伊族小行星的清晰图景,请想象一个等边三角形,地球和太阳分别位于其中两个端点上,而这第三个端点便是所谓的“特洛伊点”(Trojan point)或者称拉格朗日点,这是以著名的法国数学家拉格朗日的名字命名的,他首先推导出了这种特殊点的存在。这种和地球和太阳呈现等边三角形关系的点一共有两个,分别位于地球轨道前进方向的前方(称第四拉格朗日点,即L-4)和后方(称第五拉格朗日点,即L-5)。

  太阳和其他行星之间也会形成拉格朗日点,在这些点附近也存在类似的特洛伊族小行星。事实上天文学家们已经确认了木星,海王星和火星特洛伊族小行星的存在。由此,天文学界长期以来便怀疑地球的前后两个拉格朗日点上会否也存在着同样的小行星。但是寻找这些小天体将困难重重,由于角度关系,从地球上看去,这些小天体(如果存在的话)主要都将出现在白天,强烈的太阳光将淹没一切。

  但是现在,借助2009年升空的美国宇航局广角红外巡天探测器(WISE),天文学家们终于找到了首颗地球-特洛伊族小行星,这颗小天体位于地球L-4区域。

  地球的小行星伴侣

  作为第一颗被发现的地球-特洛伊族小行星,2010 TK7有着复杂的轨道。

  特洛伊族小行星的轨道并非停留在拉格朗日点不动,而是会沿着一条蝌蚪形的复杂轨道围绕该点运行,这是受到太阳系其他天体引力扰动影响的结果。但是小行星2010 TK7的特别之处在于它的轨道“圆环”特别大,有时候甚至会使其运行到太阳的另一侧。

  马丁·康纳斯(Martin Connors)是加拿大阿法巴斯加大学的天文学家,也是论文合著者,他说:“这颗小行星的行为比我们预想的更加有趣,它的行为似乎和其他已知的特洛伊族小行星都不同,除此之外,它还必须有一些极端的‘动作’才能运行到距离拉格朗日点如此之远的区域,从而进入我们的视野。”

  康纳斯和同事们使用WISE探测器的小行星-彗星巡天项目数据进行地球-特洛伊族小行星的搜寻工作,这一巡天项目称为NEOWISE,即“近地天体和广角红外巡天”的英文缩写。

  2010年至2011年2月,WISE探测器在红外波段扫描整个天空,探测的结果是得到了两颗疑似候选目标。随后利用夏威夷莫纳克亚山顶的“加拿大-法国-夏威夷望远镜”进行的验证性观测证实其中一颗,即2010 TK7是一颗地球-特洛伊族小行星。

  科学家们对其轨道参数进行了详细演算,已经可以精确确定其未来1万年间任意时刻的位置。根据计算结果,在这段时间内,2010 TK7距离地球都不会超过2000万公里,这相当于地月距离的50倍以上。

  宇航局喷气推进实验室(JPL)的艾米·美因茨(Amy Mainzer)是NEOWISE项目首席科学家,但是并非这一研究论文参与者。她说:“这就像是地球的舞伴一样,地球永远在后方追赶着它的舞步。”

  2010 TK7这样扰动的轨道有时候会使它偏离稳定的拉格朗日点相当远,这说明它只是被部分捕获,这也似乎暗示它是最近才偏离其原有轨道并陷在这里的。

  2010 TK7或许是第一颗被确认的地球-特洛伊小行星,但是在地球轨道附近还存在着几颗拥有稳定轨道的小行星。其中包括3753 号小行星克鲁坦(Cruithne )和2010 SO16,它们拥有巨型的马蹄形轨道。除此之外。还有至少两颗类似的小天体已经得到确认。但是这其中的任何一颗的轨道特征都不符合地球-特洛伊族小行星的标准。

  仍然充满未知

  到目前为止2010 TK7还没有得到正式的命名编号。康纳斯表示:“在授予正式编号之前,其轨道还需要进一步的精细化,因此我们还需要几年的观测数据,之后WISE小组才能给予它正式的编号。”

  目前,2010 TK7还没有任何色谱数据来显示其化学组成信息。一般而言,小行星的化学成分和地球接近,但是由于它们体积很小,因此会很快冷凝,这就意味着一些重元素还来不及进行化学分异并沉降入内部,因此其地表的重元素含量可能会比大行星稍高。

  也因为这个原因,在地球表面罕见的贵重金属元素在这些小天体表面可能含量会稍高。

  康纳斯说:“有一天我们或许会去开采这些矿产。”

  不幸的是,2010 TK7并非一个理想的采矿目的地,因为它的轨道会使它运行至远高于或远低于黄道面的区域,这就意味着飞船将需要燃烧更多的推进剂才能抵达。但是如果我们能找到其它的地球-特洛伊族小行星,或许前往那些小天体不会这样困难。

  现在既然研究人员们已经发现了一颗,康纳斯说:“这会引起大家的兴趣,想知道究竟还有没有更多”。他希望现在正在运行的“全景巡天望远镜和快速反应系统”阵列(Pan-STARRS)将会在这方面取得突破。

  有关这一发现的论文已经发表在了7月28日出版的《自然》杂志上。(晨风)

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channelId 1 1 科学家发现8000万公里外首颗地球小行星伴侣 1 科学家们发现了一颗地球的“小行星伴侣”,这颗太空石块运行在地球轨道的前方,一直和地球保持着若即若离的距离