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科学家发现地球两颗“隐藏卫星”——巨大尘埃云

这张插图(未按比例绘制)显示出柯迪莱夫斯基(Kordylewski)尘埃云与地球、月球和太阳的相对位置。 ILLUSTRATION BY GABOR HORVA

这张插图(未按比例绘制)显示出柯迪莱夫斯基(Kordylewski)尘埃云与地球、月球和太阳的相对位置。 ILLUSTRATION BY GABOR HORVATH

第5拉格朗日点(白点)周围的偏振光,帮助科学家发现柯迪莱夫斯基云的存在。 IMAGE BY J. SLÍZ-ALOGH

第5拉格朗日点(白点)周围的偏振光,帮助科学家发现柯迪莱夫斯基云的存在。 IMAGE BY J. SLÍZ-ALOGH

(36500365uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:MAYA WEI-HAAS 编译:林宇威):1960年代,科学家首度怀疑地球附近有巨大尘埃云存在,现在这个想法终于获得证实,而且可能影响未来的太空探索计划。

我们的月亮可能并不孤单。历经超过半个世纪的猜测和争议,匈牙利的天文学家和物理学家发表研究,证实有两团完全由尘埃组成的「卫星」,正绕着地球旋转。

这篇研究发表在《皇家天文学会月刊》上,研究团队表示,他们成功拍摄到距离地球40万公里的神秘云团,这差不多相当于月球和地球之间的距离。

在这之前,研究人员就曾经提出地球可能拥有不只一个天然卫星的想法。但是一直要到1961年,波兰天文学家卡齐米日.柯迪莱夫斯基(Kazimierz Kordylewski)才首度观测到尘埃云的存在,这两团尘埃云也因此被命名为柯迪莱夫斯基云,但在当时,这项观测成果受到不少的质疑。

「想要寻找柯迪莱夫斯基云非常困难,虽然这两团尘埃云与地球的距离和月球差不多,但天文学家却完全忽略了它们。」这篇研究的共同作者匈牙利罗兰大学的天文学家尤迪特.斯利兹.巴洛格(Judit Slíz-Balogh)如此表示:「要确认在我们地球轨道上,除了月球之外,还有由尘土组成的伪卫星,实在很吸引人。」

根据这份新研究显示,每个柯迪莱夫斯基云的大小约为长15度、宽10度,相当于夜空中长宽各30及20个月面。这表示每个尘埃云在太空中的实际大小约为长10万4607公里、宽7万2420英里,比地球直径大了将近9倍。

虽然尘埃云本身非常巨大,但组成尘埃云的微粒直径却大约只有1微米宽。这些粒子反射太阳光而发出淡淡的光芒,就像是行星轨道间散落尘埃所反射出的三角锥形黄道光。

不过,这两团尘埃云一直隐身在黑暗的太空之中,直到现在才被科学家发现,就是因为它们实在太过昏暗的缘故。

罗兰大学的物理学家加伯.霍瓦特(Gábor Horváth)是这篇论文的共同作者,他说:「在银河光、星光、黄道光和天空辉光的影响下,实在很难侦测到柯迪莱夫斯基云发出的微弱光线。」不过现在研究人员在相机上加装了一种特殊的偏极化滤镜,成功拍摄到尘埃云中个别粒子所反射出来的散射光。

不只一颗卫星

在很久以前,就有天文学家提出地球可能拥有不只一颗卫星的想法,他们认为可以在太空中五个特定的重力稳定点上,找到其他的地球卫星。

这些轨道上的稳定点称为拉格朗日点(Lagrange points),是两个互绕天体(像是地球和太阳)的重力藉由轨道向心力而达到平衡之处。位在此处的物体会被困在相对稳定的位置,并与月球和地球保持固定不变的距离。

在1950年代,柯迪莱夫斯基首先搜寻了L4和L5两个拉格朗日点,希望能找到固态卫星,但最后他却找到两团尘埃云绕行地球轨道的第一个线索。

从彗星、流星雨到黄道带,我们的太阳系充满了尘埃。在清澈黑暗的天空之下,眼尖的天文观测者甚至能够用肉眼看到散落在行星之间的尘埃云团。但是,柯迪莱夫斯基云并不像深空中的其他尘埃云那样稳定。尘埃云团中的颗粒不断地更新置换,因此既古老又充满变化。

尘埃粒子会因为拉格朗日点的平衡作用而被困在云团之中,之后又会因为地球或月球的轻微拉扯而逃逸出去。云团会吸引各式各样的行星际微粒来补充本身的尘埃,其中也包含了一年一度的英仙座流星雨。因此,虽然从天文的尺度看来,这些尘埃在云团中停留的时间并不会太久,但云团本身可能混合了自地月系统诞生以来的各式微粒。

宇宙中的风滚草

这些有点像宇宙风滚草的尘埃,可能对未来的太空探索造成很大的影响。

比如说,有些太空任务会将卫星放置在拉格朗日点上,因为在此处停留所需要的燃料最少,包括即将发射的詹姆斯.韦伯(James Webb)太空望远镜,就预定于2020年代在L2拉格朗日点展开任务。霍瓦特说,有些太空机构还在火星计画中,将拉格朗日点作为「行星际高速公路」上的转运站呢!

他补充说:「以太空飞行安全的角度而言,研究柯迪莱夫斯基云的动力学非常重要。」

如果霍瓦特和斯利兹.巴洛格的假说正确,那么在地球周围可能会还有更多像这样的移动尘埃云,等待着我们在附近的拉格朗日点发现。




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