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                太阳系发现外来“移民”:木星附近出现小行星

                      作者:孙静波

                太阳系发现外来“移民”

                最近,法国天文学家研究发现,在木星轨道附近的一颗“逆行”小行星不是太阳系的“土著”,而是星际空间的“移民”,在太阳系形成初期来此定居。这是人们首次在太阳系中发现永久驻留的外来天体。

                瀚海的星际,从太阳系的北边俯视整个太阳系,会发现几乎全部的天体都在逆时针转动,这在天文学上被定义为“正向运动”。不过,不管看起来多么整齐划一,都会有个别例外。在人类已经发现的70多万颗小行星中,约有80多颗有着相反的运动方向。这些逆行的小行星,作为万分之一的例外,对天文学研究有着极为重要的意义。解释例外存在的原因,将帮助人类理解太阳系和地球形成的奥秘。

                在这些逆行的小行星中,最特别的当属编号2015 BZ509的小行星。2014年11月,美国夏威夷哈雷阿卡拉天文台的泛星计划望远镜首次发现了它的身影。随后,世界各地的天文台对这颗小行星进行了数十次观测,精确测定了它的运动轨道,了解了它的尺寸和质量等物理信息。它直径大约3千米,对太阳光的反射能力不强,运行轨道和木星非常接近,形成1比-1的轨道共振。也就是说,它和木星各自环绕太阳一圈所用的时间相同,都是11年8个月,只是方向相反而已。它是天文学家发现的第一颗这种类型的天体。这种与木星共存于相似轨道但是方向相反的状态,是长期稳定存在的。至少最近100万年,该小行星都稳定在当前的轨道上。

                对小行星来说,逆行比较罕见。但对彗星而言,逆行很常见。著名的哈雷彗星就是一颗逆行的彗星。因此,2017年9月,有天文学家在《自然》杂志发表论文称,2015 BZ509小行星可能曾经是一颗类似哈雷彗星的彗星,从太阳系的边缘来到太阳系内部。在运动的过程中,受到土星引力的影响,改变了原始的轨道,落入了木星的引力范围,被长久地束缚在现在的轨道上。但是,近年来的观测并没有发现这颗小行星呈现出任何类似彗星活动的迹象。

                利用最新的观测数据,结合100万次计算机的动力学轨道模拟,法国尼斯蔚蓝海岸天文台的天文学家发现,太阳系自身不可能形成2015 BZ509小行星现在的状态。这颗小行星的轨道与木星不是完全重合,小行星的轨道有10多度的倾斜角。这意味着,太阳系不是它诞生的地方。这颗小行星可能来自太阳系之外的星际空间。早在45亿年前,也就是整个太阳系刚形成不久的时候,它就来到了太阳系内部,并被木星的引力束缚住,以现在的轨道运动。

                针对2015 BZ509小行星的研究显示,这类逆行的、与某个大行星共用轨道的小行星,可能比我们预想的要多。迟早,我们还会发现更多这种类型的天体,为科学研究增加新的线索。也许,在我们的太阳系里、地球附近,还有很多来自远方的“客人”,它们不经意间来到这里,由于动力学或其他未知原因,永远留了下来。

                (作者为北京师范大学天文系讲师)

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