盯紧“战神”!别让地球受

  在的星空中,有几百万颗大大小小的近地,有些化作璀璨的流星落在地球上,有些擦过甚至撞击地球,这就可能构成相当的。

  记者5日从中科院紫金山天文台了解到:目前最大一颗对地球构成潜在的近地——图塔蒂斯小的研究获得重要进展,《自然》出版集团旗下期刊《科学报告》11月2日在线发表了研究。完成探月任务之后的“嫦娥二号”卫星,对图塔蒂斯小的飞越探测,功不可没。

  可能存在的数百万颗近地,成为地球的长期隐患

  近地小图塔蒂斯早在1934年2月就被首次观察到,之后的数十年,它神秘地“消失”了。直到1989年1月才再度被天文学家发现,并被命名为“图塔蒂斯”,意为凯尔特人中的“战神”,国际编号为4179。

  这颗小形状似花生,又像哑铃,直径约5千米,体积约1.70千米×2.03千米×4.26千米,轨道远日点接近木星轨道,近日点处于地球轨道附近。

  在2012年以前,该小基本每4年接近地球一次,上一次接近地球是在2012年,距离地球约700万千米。由于其轨道近年来改变等原因,下一次近地飞行大约在2069年。值得一提的是,2004年它与地球接近距离仅约150万千米,因为运行时与地球在太空尺度下的距离太近,图塔蒂斯被美国航空航天局收入“潜在小名单”。

  天文学家介绍,近地撞击地球的事件并非耸人听闻,时常发生。2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克事件,致使1200人受伤,近3000座建筑受损;20世纪初的通古斯大爆炸,爆炸威力相当于2000万吨,超过2150平方千米内的8000万棵树被;此外,地球上诸多撞击坑都表明着近地的。

  图塔蒂斯课题的负责人、中科院紫金山天文台研究员季江徽介绍,在地球附近估计存在数百万颗几十米大小、未被发现的近地,它们构成了地球与人类的长期隐患。因此,组建地基与空基监测网开展近地预警显得尤为必要和紧迫。预警和消除的前提,就是对近地有所了解,也就是先弄明白其组织成分、结构和演化等基本信息。

  “虽然还没有付诸实践,但目前美国、欧洲等地的科学家已经对消除近地的有了一些基本设想。例如对体积微小的,可以通过等措施将其月球附近;对结构相对松散、较轻的,可以采取撞击、炸碎手段减少;对一些体积和质量较大的,则可以从其表面抓取石头,以改变其运行轨道。”季江徽说。值得注意的是,从迎着太阳的一面飞来的小,地面上的普通望远镜可能无法捕捉到,这就需要倚赖空间望远镜进行全天候拉网式普查,以求无一遗漏。

  “嫦娥二号”在国际上首次对“战神”实现近距离探测

  很多人可能不知道,“嫦娥二号”卫星在执行探月任务之外,还肩负着飞越图塔蒂斯小并进行科学探测的。据天文学家介绍,在空间探测中,“多任务多目标”方式十分常见,主要是为了获得更高的科学回报。季江徽介绍,探测小的具体过程,也有多种形式,有“嫦娥二号”这种飞越探测,也有像骑车陪跑一样跟随小的“伴飞”探测,还有附着在小表面进行勘察甚至抓取一些样品回地球分析取样的返回探测等方式。

  2012年12月,“嫦娥二号”与图塔蒂斯小由远及近擦身而过,首次实现中国对小的飞越探测,两者最小近距离不到1千米,交会时“嫦娥二号”星载相机首次对小进行了高分辨率光学图像拍摄。这是国际上首次实现对该小近距离探测。

  能实现“嫦娥二号”与图塔蒂斯的千米级飞越探测,离不开紫金山天文台研究团队精确确定图塔蒂斯的轨道。基于“嫦娥二号”数据,研究人员进而了这颗小的物理特性、表面特征、内部结构与形成机理。这项发现被Nature中文版推荐为研究亮点,研究连续两年入选国内“年度十大天文科技进展”。

  今年早些时候,研究人员还基于“嫦娥二号”数据,深入开展了图塔蒂斯小自转动力学的研究,发现其自转状态十分复杂,可以理解为像陀螺一样绕着一个不停转动的轴在空中转动甚至“翻跟头”。这一研究发表在《英国皇家天文学会月刊》上。

  此外,研究人员还在图塔蒂斯小表面识别出200多个碎石,直径大小从10米到61米不等。对碎石的累积大小频率分布统计显示,它们呈现较陡的斜率,表明自形成以后遭受了较高程度的破碎过程,或来自后续撞击,或来自小表面昼夜温差变化引起的热疲劳。

  “研究人员通过几百张光学影像的反复对比,从不同角度利用光的阴影、凸起等特征,识别出石头,并将其数量数清楚,这常困难的,但很有意义。”季江徽介绍,研究发现,这颗由石头构成的小,并非一个整体,而是由很多“碎石堆”堆积在一起构成的一个较为松散的结构。和金属构成的小相比,通过爆炸将其炸碎相对容易;同时,研究人员也已经对其运动状态和结构演化有了基本认识,如果未来在其表面安放等,就能获知所需要考虑的速度、引力等因素。

  据介绍,相比于近地小数量之巨,目前科学家们所掌握的资料非常之少。在不远的将来,我国或将发射一颗专门用于探测小的空间探测器。

  有史以来第三例!不明物体下周五将撞上地球

  2014年8月17日,天鹅座货运飞船再入大气层时为一颗火流星。下周五,WT1190F再入大气层时,应该也会是这样一副的场景。图片来源:NASA/ESA

  如果你还没有听说过的话,来自太空的一个不明物体将在下周五撞上地球,具体时间是时间11月13日下午2点20分,具体地点则是斯里兰卡以南大约100千米的海面上空。别着急,这个世界还不会因此而。这个编号WT1190F的不明物体个头很小,甚至不会对当地产生任何实质性的影响,很可能会在高空燃烧殆尽,化为一颗超亮火流星划破天际。

  尽管如此,对于这个不明物体,天文学家仍然兴趣十足。毕竟,在撞上地球之前就先被人发现的小,迄今为止也只有区区3例而已。小2008 TC3是第一例,2008年10月6日被人发现,19个小时后在非洲的撒哈拉沙漠东部撞上地球。小2014 AA是第2例,2014年1月1日被人发现,21个小时后在大西洋中部撞上地球。WT1190F是第3例,而这一回,留给天文学家的预警时间要长得多。

  What The Fk!这个名字是咋回事?

  这个不明物体名为WT1190F,如果忽略那一串数字,剩下的英文字母恰好是WTF——What The Fk?!难道,这是天文学家故意起的?

  当然不是。这样的名字,一看就知道,肯定是软件自动分配的编号。天文学家在起名字方面,向来是不愿意多动脑子的。(不知道为什么,突然想起了前段时间被热炒的所谓“另一颗地球”—— 开普勒-452b,你懂的!)

  这个不明物体是由美国的卡特林那巡天系统(Catalina Sky )在搜寻小的过程中发现的。每当发现一个新目标时,系统软件就会自动给那个目标分配一个独一无二的7位编号。

  第1位代表发现的年份。2000年到2009年发现的目标,第一位分别是“0”到“9”。2010年发现的目标,则以字母“R”开头,2011年是“S”,以此类推,到了2015年就成了“W”开头。

  第2位则代表发现的月份,确切地说,是具体到某个月的上半月还是下半月。按照字母表顺序,“A”代表1月的上半月,“B”代表1月的下半月,“C”代表2月上半月,以此类推,“T”就代表了10月的上半月,即10月1日到15日。

  接下来的5位则是16进制的数字:其中第3位代表了具体是卡特林那巡天系统中的哪一台望远镜观测到了这个目标;剩下4位完全是一个递增的计数,从0000直到FFFF,代表了这是那半个月里被发现的第几个目标。

  综合起来,WT1190F这个名字,代表了它是2015年10月上半月由1号望远镜发现的第6415个目标,跟WTF没有任何关系。

  这个不明物体预计将在斯里兰卡以南约100千米的印度洋上再入地球大气层。图片来源:Bill Gray, Project Pluto

  好吧,那它到底是什么?

  目前,WT1190F的真实身份仍然成谜。

  天文学家在卡特林那巡天系统中搜索了以往的观测记录,发现它曾在2013年2月和11月被系统观测到过,当时的编号分别是UDA34A3和UW8551D。在那之前最早的观测记录出现在2009年9月,编号9U01FF6。根据这些观测数据,天文学家可以大致确定这个不明物体的运行轨迹:它至少从2009年9月开始就在环绕地球运行,并且曾经在2012年5月24日飞掠过月球。

  有一点可以肯定,这个不明物体的个头不算太大。天文学家没有办法直接测量这个物体的大小,因为哪怕在望远镜里,它看起来也只是一个没有大小的暗淡光点。但是,他们能够测量这个物体反射了多少阳光,进而推算它的大小。按照目前的观测,WT1190F的宽度很可能在1到2米之间。

  天文学家能够确定的另外一点是,这个物体的质量很轻,轻到阳光带来的微弱光压就能推动它偏离原有的轨道。也正因为如此,天文学家倾向于认为,这并不是一颗天然的小,而更有可能是人类发射到太空中的一块太空垃圾。不过具体是哪次任务发射升空的,暂时还无法确定。

  WT1190F在撞上地球之前的最终轨道,远地点距离是地月距离的1.7倍。图片来源:Data – Bill Gray/Project Pluto, Image – Celestia

  理论上,它有可能是1957年到2009年间,被发射到高地球轨道的诸多太空垃圾中的一块。不过有理由认为,它的发射日期可能不会比2012年早太久。

  首先,小巡天项目也曾经发现过其他类似的高轨道物体,比如嫦娥3号和嫦娥2号的火箭推进器,但通常都在发射升空后不久就被人发现。其次,如果真是几十年前就被发射到高轨道上,由于受到地球和月球的影响,它很可能早就被甩出地月系统了,还可能早就撞上了地球或者月球,至今仍在绕着地球转圈的可能性很小。(还记得著名的三体问题吗?)

  天文学家还计划,在它撞上地球之前设法观测它的光谱,说不定可以借此确定它的身份。还有一些科学家计划,搭乘一架装有特殊设备的湾流450商务客机,在空中观测WT1190F再入地球大气层。这些研究将让科学家更好地了解高轨道航天器(或者太空垃圾)再入大气层的具体细节。

  无论WT1190F是在什么时候离开地球的,11月13日,它都将重新回到地球的怀抱。如果那一天,你刚好在斯里兰卡的话,中午时分(当地时间11:50),记得要抬头往南看哟!

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