几千年来我们都知道并热爱月亮。古人非常确定地球的卫星只有一个(Moon在英文中就是卫星的意思),甚至没有给它一个具体的名字。它是夜空中最明亮的天体,业余天文学家们非常喜欢绘制它的陨石坑和月海。到目前为止,它是唯一一个有人类足迹的天体。
你可能不知道的是,月球并不是地球唯一的天然卫星。就在年,我们发现了另一个天体,克鲁特尼,它被称为地球的准轨道卫星。这意味着克鲁特尼不像月球或我们发射到轨道上的人造卫星那样绕地球呈漂亮的椭圆轨道运行。相反,克鲁特尼以所谓的“马蹄形”轨道在太阳系内部急速移动。
克鲁特尼的轨道
为了帮助理解为什么什么叫“马蹄形”轨道,让我们想象我们正在俯视太阳系,以与地球围绕太阳旋转相同的速度旋转。从我们的角度看,地球看起来是不动的。在一个简单的马蹄形轨道上绕地球运行的物体先向地球靠近,然后再转身离开。一旦它移动到很远的地方,它就会从另一边接近地球,它就会掉头再次离开。
马蹄形轨道实际上在太阳系的卫星中很常见。例如,土星就有几个这样的卫星。
克鲁特尼的独特之处在于它是如何沿着马蹄形方向摇摆不定的。如果你观察一下克鲁特尼在太阳系中的运动,你会发现它在地球的轨道上形成了一个混乱的环,它的摆动范围如此之广,以至于它会同时进入金星和火星的附近。克鲁特尼大约每年绕太阳运行一次,但要完成环绕地球轨道的混乱的环状结构需要近年的时间。
克鲁特尼混乱的轨道接近克鲁特尼
所以克鲁特尼是我们的第二个月球。那里怎么样?嗯,我们真的不知道。它的直径只有大约5公里,与67P/丘留莫夫-格拉西门科彗星的大小没有什么不同,该彗星目前是罗塞塔轨道飞行器和菲莱着陆器的宿主。
67P的表面重力非常微弱——以轻快的步伐行走可能足以让你漫步到更广阔的宇宙中去。这就是为什么“菲莱”使用鱼叉把自己绑在该彗星表面是如此重要,也是为什么它们的失败意味着着陆器会弹回离着陆点如此之远的原因。
克鲁特尼鉴于克鲁特尼体积并不比在地球仪上的一小点大多少,我们可以有把握地说,它在太阳系非行星天体中属于中等尺寸范围,在它表面着陆和在67P彗星上着陆的挑战是差不多的。
如果克鲁特尼撞击地球,那将是一次灭绝级别的事件,类似于人们认为在白垩纪末期发生的灭绝事件。幸运的是,它不会很快撞到我们——它的轨道偏离了太阳系的平面,天体物理学家通过模拟表明,虽然它可以非常接近我们,但它撞到我们的可能性极小。据预测,它距离地球最近的时间点大约是年后。
然而,克鲁特尼预计将在0年后会与金星进行一次相当近距离的相遇。如果被金星的引力捕获,这很有可能会毁掉这颗地球的闲置卫星,让它离开人类家族。
还有其他月亮吗?
故事并没有就此结束。地球就像一个良好的寄养家庭,扮演着主人角色给许多任性的天体岩石提供一个引力井,让它们在地球附近徘徊。天文学家实际上已经发现了其他几个属于地球的准轨道卫星,它们都在地球附近待了一段时间,然后就会飞向新的牧场。
那么,我们能从克鲁特尼身上学到什么关于太阳系的东西呢?相当多。像许多其他小行星和彗星一样,它包含了行星是如何组成的地质证据。它怪异的轨道为我们了解太阳系在重力作用下的演化提供了理想的试验场。
正如我之前所说,直到20世纪末,我们才意识到天体会进入如此怪异的马蹄形轨道,并在那里停留如此长的时间。事实证明,这些相互作用在太阳系形成时就已经发生了。因为我们认为类地行星是通过克鲁特尼大小及以上的星体的碰撞而成长的,这是一个新的大变数。
有一天,克鲁特尼可能成为人类在小行星上着陆的试验场,人类甚至可能在小行星上开采我们的新技术迫切需要的稀土金属。最重要的是,克鲁特尼告诉我们,太阳系不是永恒的,推而广之,我们地球也不是。