來源 | 環(huán)球科學(xué)(ID:huanqiukexue)
撰文 | 冬鳶
審校 | 王昱
1991年11月6日,美國太空監(jiān)測計劃(Spacewatch Project)監(jiān)測到的近地天體(near earth objects)1991 VG引發(fā)了前所未有的猜測和爭議。
1991 VG(圖片來源:OlivierHainaut - CC BY-SA 4.0)
1991 VG的運(yùn)行軌道和地球幾乎一致,仿佛潛伏在地球周圍,悄悄地觀察著我們。在首次被觀察到一個月后,它與地球近距離相遇,距離僅約0.0031天文單位,次日又與月球近距離相遇;隨后若隱若現(xiàn),科學(xué)家只能偶爾觀察到它。
1992年4月之后科學(xué)家就再也沒有觀測到過1991 VG,直到2017年5月30日,天文學(xué)家使用甚大望遠(yuǎn)鏡又再次觀察到了它。
在這二十余年間,科學(xué)家對這個天體的真實身份有著眾多猜測。有人認(rèn)為,它是人造的;還有不少人認(rèn)為,它可能是來自外星的太空探測器,正在秘密監(jiān)視著地球。
模仿月亮的軌跡
但越來越多的觀測數(shù)據(jù)和分析表明,1991 VG應(yīng)該是宇宙中自然形成的物體,并非來源于人類或外星人。實際上,許多小行星的運(yùn)行軌道都與地球相似,而1991 VG只是其中之一。
在這些小行星中,有一類十分特殊,從地球上看,它們好像和月亮一樣,繞著我們旋轉(zhuǎn)。但它們并不是地球真正意義上的衛(wèi)星,因為它們并不像月亮那般受地球引力束縛。它們實際上仍然在繞著太陽旋轉(zhuǎn),只是與地球保持著幾乎相同周期的共振軌道(resonance orbit),總是在地球附近徘徊,因此運(yùn)動軌跡很像地球的衛(wèi)星。這類小行星叫做“類衛(wèi)星”(quasimoon)。
類衛(wèi)星軌道圖示(圖片來源:Dlrohrer2003 - CC0)
類衛(wèi)星與地球幾乎走在同一條太陽軌道上,時而領(lǐng)先,時而落后,有時還會畫出奇特的環(huán)形軌跡。它們并不會永遠(yuǎn)陪著地球,在一段時間后,它們最終會離開“類衛(wèi)星”的狀態(tài),漂向新的軌道。
此前,記錄在案的現(xiàn)存地球類衛(wèi)星共有7顆,但1個月前,科學(xué)家又觀察到了第8顆——2025 PN7。這是迄今發(fā)現(xiàn)的最小類衛(wèi)星,長度可能才約16米。相關(guān)研究幾周前發(fā)表在了《美國天文學(xué)會研究筆記》(
Research Notes of The American Astronomical Society)上。
科學(xué)家回顧過往數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)2014年就曾有過2025 PN7的觀察記錄。而進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),大約60年前,2025 PN7就開始以類衛(wèi)星的身份伴著地球舞動了。模擬顯示,它總共會在地球軌道上停留126年,并可能于2083年離開地球軌道,失去短暫的類衛(wèi)星身份。
其它共軌小行星
類衛(wèi)星屬于地球共軌小行星(earth co-orbital asteroids)的一種,這類小行星會與地球保持相同或十分相似的公轉(zhuǎn)周期。除了類衛(wèi)星外,常見的例子還有特洛伊型小行星(Trojan asteroid),這類小行星始終在拉格朗日點附近運(yùn)動。另一類則是擁有馬蹄形軌道(horseshoe orbit)的小行星。這類天體會慢慢接近地球,在繞道另一側(cè),整個運(yùn)動軌跡就像一個馬蹄的形狀。
馬蹄形軌道示例(圖片來源:By Phoenix7777 - Own workData source: HORIZONS System, JPL, NASA, CC BY-SA 4.0)
雖然類衛(wèi)星并不是地球真正的衛(wèi)星,但有時候地球引力確實有可能捕獲一些體積極小的小行星,使它們短暫地成為“地球的第二個月亮”,但這些“迷你月球”(mini-moon)只會停留很短時間。例如,2006RH120是一顆直徑約為2~3米的小行星,在2006~2007年間被地球短暫捕獲,隨后逃逸回太陽軌道。另一顆名為2020 CD3的小行星寬約1~2米,于2018年至2020年初在地球周圍環(huán)繞運(yùn)行。還有就是去年的2024 PT5,在約兩個月的時間里短暫地成為了地球的衛(wèi)星。平均而言,“迷你月球”存在期不足一年,最終會遠(yuǎn)離地球,但也可能撞擊地球,不過大多數(shù)情況下,它們體積微小,足以在大氣層中燃燒殆盡,不對地球造成威脅。
此外,天文學(xué)家還提出,地球周圍可能存在“幽靈月球”(ghost moon),最早的記錄可追溯至上世紀(jì)60年代,而2018年的一項研究或許初步證實了它的存在?!坝撵`月球”并非實體天體,而是與地球共軌、位于拉格朗日點L4和L5附近的彌散塵埃云,也叫“科納萊夫斯基云”(Kordylewski cloud)。不過,其存在至今仍存在爭議。
地月系統(tǒng)拉格朗日點示意圖??萍{萊夫斯基云存在于 L4和L5區(qū)域。(圖片來源:Public Domain)
不止地球有
地球并非唯一擁有共軌小行星的天體。其他行星乃至矮行星也存在類衛(wèi)星。例如金星就有一顆已知的類衛(wèi)星:小行星2002 VE68。 這顆直徑160米的天體是人類發(fā)現(xiàn)的首個類衛(wèi)星(約2002年),其繞日軌道始終保持在金星附近 。海王星也有一個類衛(wèi)星:2007 RW10。 模擬顯示該小行星已作為海王星的類衛(wèi)星運(yùn)行約12500年,并將持續(xù)此狀態(tài)12500年 。小行星帶中的矮行星谷神星也被認(rèn)為擁有一個共軌伴星(76146)2000 EU16。
在太陽系外層區(qū)域,15810 Arawn在冥衛(wèi)一的影響下成為冥王星的類衛(wèi)星??茖W(xué)家推測木星與土星也可能存在類衛(wèi)星,但尚未發(fā)現(xiàn)長期穩(wěn)定的案例。 模擬顯示木星軌道附近可能存在穩(wěn)定的類衛(wèi)星;小行星2015 OL106偶爾會成為木星類衛(wèi)星。簡言之,共軌小行星在太陽系中普遍存在,許多行星都擁有“鄰近”小行星,它們有時會作為類衛(wèi)星出現(xiàn)。
它們很重要
類衛(wèi)星對科學(xué)研究有著獨(dú)特價值。它們的軌道與成分能提供關(guān)于太陽系歷史的線索。例如,一些類衛(wèi)星或“迷你月亮”可能是月球的碎片。研究它們有助于揭示遠(yuǎn)古撞擊和行星演化的故事。近期對小行星2024 PT5的研究發(fā)現(xiàn)其富含類月礦物,暗示其起源于月球。
類衛(wèi)星也是理想的探索目標(biāo)。它們比大多數(shù)小行星更靠近地球,抵達(dá)所需燃料更少。今年天問二號前往采樣的2016 HO?正好也是一顆類衛(wèi)星,直徑 40~100 米,是目前地球最穩(wěn)定的類衛(wèi)星。它保持在地月距離的38到100倍之間。一些科學(xué)家認(rèn)為它可能是月球在遠(yuǎn)古撞擊中被拋出的碎片。天問二號采回的樣本,也是人類首次從類衛(wèi)星帶回的樣本。
在目前已知的地球類衛(wèi)星中,有些相對穩(wěn)定,但另一些可能稍縱即逝,只能維持幾十年的穩(wěn)定。比如,2025 PN7已經(jīng)悄悄陪伴了地球約60年才被我們發(fā)現(xiàn),而它未來還能陪伴的時間,卻或許也僅剩約60年。所以,如果我們想進(jìn)一步了解它們,可得抓緊時間了。
地球幾顆類衛(wèi)星相對于地球的相對平均經(jīng)度λ r的時間演變,時間原點為今年5月分。(de la Fuente Marcos C. and de la Fuente Marcos R, 2025)
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2515-5172/ae028f
https://www.minorplanetcenter.net/mpec/K25/K25QN2.html
https://academic.oup.com/mnras/article/473/3/2939/4265379
https://www.planetary.org/articles/the-quasi-moons-of-earth#:~:text=It%E2%80%99s%20like%20a%20gravitational%20sleight,we%20do%20around%20the%20Sun
https://earthsky.org/space/earth-quasi-moon-2025-pn7/#:~:text=Haleakala%20in%20Hawaii%20first%20spotted,moon%20status
https://www.nasa.gov/solar-system/asteroids/study-finds-earths-small-asteroid-visitor-likely-chunk-of-moon-rock/#:~:text=The%20discovery%20of%202024%20PT5,for%20scientists%20studying%20the%20Moon
https://www.smithsonianmag.com/smart-news/bet-you-didnt-know-about-earths-second-moon-180954455/#:~:text=and%20the%20Moon%20had%20a,its%20orbit%20mapped%20in%201997
https://www.nytimes.com/2025/09/19/science/earth-quasi-moon-asteroid.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Quasi-satellite
https://en.wikipedia.org/wiki/Earth_trojan
https://en.wikipedia.org/wiki/3753_Cruithne
https://en.wikipedia.org/wiki/Co-orbital_configuration_co-orbital_asteroids
https://en.wikipedia.org/wiki/2024_PT5
https://en.wikipedia.org/wiki/Kordylewski_cloud
本文來自微信公眾號“環(huán)球科學(xué)”(ID:huanqiukexue)
如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系newmedia@huanqiukexue.com
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.