地球不止一颗“月亮”

The Moon is seen as is rises in Washington, D.C., U.S. in this December 3, 2017 handout photo. The full Moon is the first of three consecutive supermoons. The two will occur on Jan. 1 and Jan. 31, 2018. A supermoon occurs when the moon’s orbit is closest (perigee) to Earth at the same time it is full. Bill Ingalls/NASA/Handout via REUTERS ATTENTION EDITORS - THIS IMAGE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. MANDATORY CREDIT. - RC11307D30A0
Will this have any impact on space travel?Image: REUTERS
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围绕地球运行的两团巨大尘埃云多年来一直备受讨论,如今终于得到证实。

  • 匈牙利天文学家证实,地球轨道上存在两颗“伪卫星”。

  • 这些尘埃云最早于20世纪60年代被发现,但极难观测,此后科学家一直争论它们是否存在。

  • 这项发现或可用于决定未来卫星的部署位置;执行星际空间任务时也必须将其纳入考量。

经过五十多年的观测、争论与论战,科学家证实了两团由尘埃构成、绕地球运行的“月亮”或“伪卫星”确实存在。科学家还巧妙地运用数学方法指出,这些尘埃云所在的位置赋予了它们一些独特特征。

它们是什么?

Image: G. Horváth

科迪莱夫斯基云是两团尘埃云,最早由波兰天文学家卡齐米日·科迪莱夫斯基于1961年观测到。它们位于地球轨道上的两个拉格朗日点。这些点是两个物体(例如地球与月球,或行星与太阳)的引力等于绕行所需向心力的位置,使物体能够保持相对位置不变地运行。地球与月球之间有五个这样的点。尘埃云位于所谓的第四和第五点,与地球分别处于三角形的三个顶点。

这些尘埃云规模巨大,在夜空中占据的空间相当于二十个月面圆盘,覆盖面积达45,000英里。它们距离地球约250,000英里,与月球到我们的距离大致相同。它们完全由尘埃微粒组成,这些微粒反射的阳光极其微弱,以至于大多数寻找它们的天文学家都完全没能观测到。

这些尘埃云本身可能已有很长历史,但科学家为研究它们建立的模型表明,构成尘埃云的单个尘埃颗粒可能被太阳风吹走,再由彗星尾迹等其他宇宙来源的尘埃补充。这意味着尘埃云几乎不移动,却始终在变化。

他们是如何发现这一点的?

Image: J. Slíz-Balogh

在发表于《皇家天文学会月报》的一项研究中,匈牙利天文学家朱迪特·斯利兹-巴洛格、安德拉什·巴尔塔和加博尔·霍尔瓦特介绍了他们如何利用偏振镜片找到这些尘埃云。

研究人员预期这些尘埃云会使反射光发生偏振;因此,他们调整望远镜来寻找这类光,尘埃云便容易观测得多。科学家观测到的偏振光呈现出延伸至望远镜镜头视野之外的图样,这与他们数学模型的预测相符,也排除了其他可能的光源。

为什么我们现在才知道这件事?

Image: J. Slíz-Balogh

这些天体是尘埃云,因此十分暗淡,难以观测。科迪莱夫斯基于1961年观测到它们后,其他天文学家在随后的几十年里也曾对该区域进行观测,但报告结果不一。这使许多天文学家不愿加入搜寻。该研究的共同作者朱迪特·斯利兹-巴洛格解释说,“科迪莱夫斯基云是最难发现的天体之一。尽管它们距离地球与月球相当,却在很大程度上被天文学研究人员忽视。证实我们的行星有尘埃伪卫星与月球邻居一道绕其运行,着实令人着迷。”

这会对太空旅行产生影响吗?

拉格朗日点一直被视为建造空间站或部署卫星的理想位置,例如詹姆斯·韦布望远镜就可以在这些位置进入轨道,因为维持位置所需的燃料很少。得知那里已有可能损坏敏感设备的大型尘埃云,或能在未来节省资金、挽救生命。目前我们只知道拉格朗日第四和第五点存在尘埃云,但研究作者指出,其他点上也可能有尘埃云。

发现几团尘埃云或许看起来不算特别惊人,但这项发现凝聚了半个世纪的天文学与数学研究成果,也提醒我们,宇宙近邻中仍隐藏着奇观。你或许以后再也不必为这些尘埃云担心,但抬头仰望天空,为我们能够发现的奇异而奇妙之物感到惊叹,总没有错。

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