图解:一颗火流星在旧金山海湾上空爆炸。(NASA/小罗伯特·P·莫雷诺)
火流星总是在地球大气层内爆炸,一般不太明显。如果不是监控天空的摄像机网络一直在寻找此类事件的话,2016年在澳大利亚沙漠上空爆炸的这颗流星很可能被误认为是其他的火流星。
(图火流星)
多亏这些叫沙漠火流星网络的摄像机拍摄下来的图像,使得天文学家们能够确定这颗火流星不是普通的爆炸的太空岩石。
相反,速度数据显示这块岩石可能在燃烧殆尽前就已经在地球轨道上了;这种现象被称为临时捕获的轨道飞行器,或者通俗的说是小月球。
在轨道上有一堆岩石从地球上飞驰而过,所以有理由认为其中一些岩石会在某一时刻穿透大气层。它们绝大多数以火流星告终——一种在抵达地面前的半空中爆炸的流星。
(科学家认为,这是因为在流星坠落前的高压空气渗入岩石裂缝,增大了内部压力,导致岩石破裂。)
但是时不时地,就有一颗小行星进入地球轨道停留一段时间。这种现象不太频繁,但是根据2012年发布的一份涉及一千万颗虚拟小行星的超级计算机的模拟报告,只有18000颗小行星在地球轨道上被捕获。
我们不确定地球附近到底有多少小行星。我们估计这数据以百万为单位,但到2019年11月30日为止,只发现了21495颗。这是因为这些小行星很小又很难看到——而且这种探测难度也同样扩展到了小月球上。
我们也在其他行星周围探测到临时的卫星——木星特别擅长捕获小月球——但这在地球上,探测到小月球是极为罕见的。
在2016年的火流星之前,我们只见过两颗小月球:一颗名为2006 RH 120【1】的小行星,从2006年到2007年绕地球轨道旋转了将近一年;另一颗是2014年1月的火流星,它的低速旋转表明了轨道的起源。
(图2006 RH 120)
(舒贝尔等人,《天文学杂志》,2019年)
2016年8月22日,6架摄像机横跨数百公里的澳大利亚沙漠,对划过天空的火流星进行了详细的观测。由澳大利亚科廷大学的行星学家帕特里克·舒贝尔带领的研究人员,确定了该天体的速度(低速11公里/秒,或6.8英里/秒)和轨迹(几乎垂直)。
缓慢的速度表明了此天体一直绕着地球轨道运行,并且该角度排除了是卫星碎片的可能性。根据研究团队的计算,该物体有95%的可能性是被暂时捕获的卫星。
这些天体很有趣是有充分理由的。将航天器送往小行星费时又费钱,并且涉及到相当遥远的距离。如果有一颗小行星刚好在绕着地球旋转,那这就会更容易去接近。
向大气中已经爆炸的岩石发送宇宙飞船更不可能,但是我们可以研究这些爆炸物,来弄明白这些小行星是如何、又为什么能够在地球轨道上被捕获。
在这方面,团队报告指出仍需要做大量的工作。
研究人员在报告中写道:“我们发现可能的捕获时间、捕获速度、捕获半长轴、捕获(近地天体)群和捕获机制每年都在变化,大多数捕获发生在地球的远日点或近日点。”
(图近日点与远日点)
“我们还发现,因接近月球而发生捕获的可能性随该事件的阴历月而异。”
这里有很多变量。但是,随着更多的望远镜即将在不久的将来投入使用,我们可能会发现更多的小月球,从而有助于在任何特定时间里更全面的了解地球的小月球状况。
研究人员解释道:“我们提醒大家,未来也许会对暂时捕获轨道事件进行分析,来探索初始条件和各种三角测量方法的微小变化所产生的影响。”
这篇论文已在《天文学杂志》刊登。
相关知识
【1】2016 RH 120是一颗微小的近地小行星及快速的自转天体,直径约2-3m,它靠近地球且绕着太阳旋转。
月球系统每20年左右,通过临时卫星捕获(TSC)可进入暂时地球轨道。最近一次发生于2006年9月至2007年6月。由于其临时轨道围绕着地球,所以它是当前太阳系中最小的小行星,有着著名的轨道。