地球面临潜伏在金星附近的“看不见”小行星的风险

我们可能会忽视对地球构成威胁的整个小行星种群,因为它们极难看到。

在轨道共享的空间中金星,数百颗未被发现的小行星可能正在绕太阳运行,仅仅因为它们的位置而隐藏在我们的视线之外。

因为它们比我们更靠近太阳系中心,所以我们必须看向太阳的方向才能看到它们——这意味着它们反射的任何阳光都会被太阳火焰淹没。

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“我们的研究表明,存在着我们目前的望远镜无法检测到的潜在危险小行星群,”天文学家瓦莱里奥·卡鲁巴解释道巴西圣保罗国立大学。

“这些物体绕太阳运行,但不是小行星腰带,位于火星木星.相反,它们更接近,与金星产生共鸣。但它们非常难以观察,以至于它们仍然不可见,尽管它们可能会在遥远的将来与我们的星球发生碰撞。

金星凌日的太阳动力学观测站图像。美国宇航局/新加坡安全处、美国建筑师协会)

这些对象不是假设的。迄今为止,天文学家已经确定了 20 颗与金星同轨的小行星。共轨并不绕金星本身运行,而是与行星的轨道同步绕太阳循环——有时在前面运行,有时在后面运行,有时以复杂的模式在金星的路径上来回交叉。

我们对这些天体的了解表明,它们并不完全稳定:它们非常混乱,它们围绕太阳的轨道追踪的形状在相对较短的时间尺度上发生变化,平均约为 12,000 年。此外,它们的路径只能可靠地预测未来 150 年左右。

在轨道形状的随机过渡过程中,小行星可以从围绕金星相对稳定的轨道出现并接近地球,有可能足够接近以构成危险。它们甚至可以穿过地球的轨道路径。

科学家们认为,这些已知天体只是金星共轨种群的冰山一角,其余的则代表了缺失的大多数。

“直径约300米的小行星,可以形成3至4.5公里宽的陨石坑,释放出相当于数百兆吨的能量,可能隐藏在这个人群中,”卡鲁巴说.“在人口稠密的地区撞击将造成大规模破坏。”

一系列轨道偏心率的图示。(Phoenix7777/维基共享资源,CC BY-SA 4.0)

迄今为止,大多数已探测到的金星共轨道都有一个共同点:偏心率高于 0.38。偏心率是衡量轨道有多圆的指标;偏心率为 0 表示完美的圆形轨道。地球绕太阳的轨道的偏心率为0.017,所以非常接近。偏心率越高,轨道越拉长。

由于已知的金星共轨具有很强的偏心率,它们可以远离金星并靠近地球,从而在黄昏时分在我们的天空中变得更容易看到,此时太阳位于地平线以下但仍在照亮附近小物体的范围内。

卡鲁巴和他的同事进行了模拟,以调查偏心率较低的金星共轨的数量。他们特别关注可能的轨道范围,这些轨道是否对地球构成危险,以及维拉鲁宾天文台——它很快将使用有史以来最大的相机来捕捉宇宙的精致细节——可以帮助天文学家观测它们。

结果揭示了一系列偏心率低于 0.38 的轨道,可能会在遥远的将来对地球构成威胁。令人担忧的是,维拉鲁宾天文台只能在一年中某些时间的有限时间窗口内发现它们。

与此同时,我们对太阳系的了解差距给行星防御带来了一个特殊的问题:解决一个你无法预见的问题要困难得多。

然而,还有另一种解决方案。围绕金星轨道运行或共享金星轨道的天文台将更适合看到共享太阳系一角的小行星。还值得注意的是,即将执行的任务,例如 NASA 的NEO Surveyor,旨在解决太阳系内部的盲点。

“虽然鲁宾天文台等调查可能能够在不久的将来探测到其中一些小行星,”研究人员在他们的论文中写道,“我们相信,只有金星附近天基任务的专门观测活动才能绘制和发现所有剩余的'金星'共轨小行星中看不见的潜在危险小行星。

该研究已发表在天文学与天体物理学.

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