点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

寻找另一个月球

来源:光明网2020-06-23 16:49

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  古时候的人们就对夜空中的月亮进行观测并基于月相变化发明了沿用至今的“阴历”历时系统。由于古时的人们认知有限,一些与月球有关的不能解释的现象成为了中外一些神话故事的源泉,而夜空中的一轮明月千百年来又是多少墨客骚人籍以抒怀的对象。从古至今人们已经习惯了一个月球的存在,然而事实上太阳系的一些行星有不止一颗自然卫星,如果一个人可以从这些行星表面去看,则他会发现夜空中的月亮不止一颗。自从发现木星存在多个卫星之后,人们就在地月空间内不断尝试去寻找除月球之外的其他自然卫星,虽然目前为止尚未寻找到可永久停留在地月空间的另一个月球,但确实寻找到一些可暂时在地月空间内停留的天体。我们统称这些暂时被地球引力所俘获的天体为地球的“小月亮”。

寻找另一个月球

  图1. 地月系统示意图,月球相对地球和太阳的不同相位决定了肉眼所见的月亮形状(图片来源:https://solarsystem.nasa.gov/news/1257/the-next-full-moon-is-the-strawberry-moon/)

  早在1961年,波兰天文学家Kordylewski就声称在地月系统的三角拉格朗日点发现了物质聚集现象[1]。因为忽略来自太阳的引力摄动,这些点附近的运动是稳定的,如果地球有其他卫星存在,这些点附近的区域应是最可能发现它们的地方。然而实际的情况是,由于太阳引力影响,这些点附近的运动表现出非常复杂的动力学特性且并不总是稳定。之后的学者持续进行了观测,有的观测证实了Kordylewski的发现,有的则未能证实。最近匈牙利的一些天文学家采用偏振观测的方式证实了这些点附近的物质聚集现象[2],然而这些结构随时间不断变化,难以被后续观测证实。目前最有可能的解释是这些点附近确实会暂时性地存在一些物质聚集现象,并且这些结构随时间在不断变化。它们的起源和演化目前还是一个谜,我国部分科研机构正提议发射探测器去这些点附近进行地月空间环境探测。如果任务可行,期待可以揭开这些点附近的神秘面纱。

寻找另一个月球

  图2. 假想的Kordylewski云所处的区域,图中蓝色曲线为月球轨道,坐标系随月球一起转动,灰色区域为Kordylewski云可能所处的区域,L4/L5为两个三角拉格朗日点

寻找另一个月球

  图3. 艺术家对Kordylewski 云的想象图,它们处在与地月连线约60度张角的位置(图片来源:https://www.gaia.com/article/astronomers-confirm-earth-has-two-previously-undiscovered-moons)

  除三角拉格朗日点可能存在的Kordylewski云之外,在地球的轨道附近游荡着数量众多的自然小天体(称为近地天体),虽然概率很低,但它们有可能被地球的引力暂时俘获而成为地球的卫星。目前已被人们实际观测到的案例有两个。一个案例是小行星2006 RH120,它于2006年9月被Catalina巡天计划所发现,在围绕地球运行了大约11个月之后该小行星离开了地球引力范围重新进入行星际空间。另一个案例是小行星2020 CD3,它于2020年2月被Catalina巡天计划所发现,但实际上该小行星可能早于2017年左右即已进入了地球的引力范围,但直到今年2月份才被发现,该小行星目前已离开地球引力范围重新进入了行星际空间,它在地月空间附近的轨道图像如下面的动画所示。这两颗被发现的小行星尺寸都很小,这也是导致它们难以被发现的原因。这种类型的小天体我们称之为暂时俘获天体。虽然目前仅发现两颗,但根据估计在任意时刻地球附近都应该存在至少1颗尺寸在1米左右的这样的天体[4]。目前在建的LSST望远镜的大视场巡天能力将有助于这些暂时俘获天体的发现。

  在地面和空间观测设备日益强大的今天,伴随着人类在地月空间内日益频繁的航天活动,地月空间内除月球外较大尺寸的自然天体如果存在的话不太可能“躲过”人类的监测,因此最可能的情形是行星际空间内的较小尺寸的物体在经过地球附近时被暂时俘获而成为地球暂时的“小月亮”。如前所述,这种俘获概率不大,但确实存在。绝大多数情况下,这种俘获是暂时的,小天体最终会离开地月系统(譬如2020 CD3)。由于停留的时间较短且它们尺寸又较小,所以难以被发现。需要说明的是,若存在其他一些力学因素或人为地施加制动力,则这种俘获可能是永久的。

  就目前的观测现状而言,人类尚未在地月空间内发现可长时间停留的“小月亮”,但就现在人类的技术储备而言,或许可以人为地生成一颗这样的“小月亮”。NASA的小行星重定向任务(ARM)其原定计划是将2~4米的小行星样本取样至地月空间内然后制动成为一颗人造月球,让其运行在地月空间内的一条特殊的大幅值逆行轨道DRO之上[5]。虽然现在该任务已因美国政府的更迭而终止,不过人造小月球的技术已切实可期。

  参考文献

  [1] Kordylewski K., Photographische Untersuchungen des Librationspunklets L5 im System Erde-Mond, Acta Astronomica, 1961, 11, 165-169

  [2] Slíz-Balogh J., Barta A., Horváth G., Celestial mechanics and polarization optics of the Kordylewski dust cloud in the Earth-Moon Lagrange point L5 – Part II. Imaging polarimetric observation: new evidence for the existence of Kordylewski dust cloud, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2019, 482, 762-770

  [3] https://cneos.jpl.nasa.gov/news/news205.html

  [4] Jedicke R., Bolin B.T., Bottke W.F., et al, Earth’s minimoons: opportunities for science and tech-nology, Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 2018, 5, 13

  [5] Brophy J.R., Culick F., Friedman L., et al., Asteroid retrieval feasibility study, Keck Institute for Space Studies Report, April 2012

  作者简介:侯锡云,理学博士,南京大学教授、博士生导师。主要研究方向为航天器轨道力学与太阳系小天体动力学。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 可可西里救助三只藏羚羊

独家策划

推荐阅读
天问二号探测器历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,于近日与小行星2016HO3成功交会,到达距离小行星20千米处,开始科学探测。
2026-07-06 10:03
发射节奏加快、组网进程提速……近段时间以来,商业航天领域捷报频传,产业发展动能持续增强。
2026-07-06 09:54
航运活跃,满载着中国经济的蓬勃生机,也给水上交通安全带来更大挑战。今年以来,我国海事部门接连推出新举措,通航管理越来越精细高效。
2026-07-06 09:53
6月25日,科技部党组书记、部长阴和俊作了“建设科技强国支撑高质量发展”专题报告,现以问答形式摘要刊发。
2026-07-06 09:50
余姚在人才项目孵化中,不搞“撒胡椒面”式的平均用力,而是探索让链主企业充当“母体”,将创业团队“孵”出来。
2026-07-06 09:48
作为获批建设的全国首个引领性国家创新型城市,2024年、2025年,南京在全国城市创新能力百强榜单中连续两年位居第五。
2026-07-06 09:40
近年来,场景已成热词,一些企业甚至认为:“缺场景比缺资金还紧迫。我国有14亿多人口,庞大的人口基数孕育了巨大的消费市场和多样化需求,为新技术新产品提供了广阔而丰富的应用场景。
2026-07-03 09:50
夏日炎炎,海南三亚崖州湾,田间的南繁季已结束,而“数据田”里的育种仍在进行。走进海南大学南繁学院,基因组与大数据育种实验室里,不见培养皿与种苗圃,映入眼帘的是运转不息的机房。
2026-07-03 09:28
本次特检坞修历时25天,团队逐项攻坚100余项检修改造项目,同步完成全套船舶资质证书更新换发,完成燃油舱扩容升级,新增149立方米舱容,续航力由1.5万海里增加至1.8万海里,船舶自持力由60天提升至70天。
2026-07-03 09:21
北京经济技术开发区相关负责人表示,这座工厂把汽车、3C领域的精密制造经验“移植”到机器人身上,不仅让批量生产更稳、成本更低,还让每台机器人品质如一。作为世界机器人大会永久举办地,未来,北京亦庄将锚定“世界机器人看亦庄”的目标,在制造、数据、场景、安全治理上全面发力。
2026-07-03 09:20
据了解,2026年以来,我国搭载组合驾驶辅助功能的乘用车新车市场渗透率达到70%,其中,配备领航驾驶辅助功能(NOA)的车型渗透率超过30%。《智能网联汽车组合驾驶辅助系统安全要求》立足我国产业发展和行业监管需求,兼顾技术可行性、产品兼容性与落地实操性。
2026-07-03 09:20
生成式人工智能正以前所未有的力量重塑全球高等教育。面对这把“双刃剑”,如何在教育赋能与风险防控之间找到平衡,探索适应人工智能时代的高校治理路径,是全球高校共同面对的时代命题。全球高校对生成式人工智能的治理逐渐超越单纯的技术风险防控,迈向关于价值、规则与能力的系统性重构。
2026-07-02 09:20
今后钢铁厂、水泥厂、数据中心等用电大户,不能再随心所欲地使用煤电了,必须消费一定比例的可再生能源。长期以来,我国可再生能源产业发展重心锚定发电侧扩张,风电、光伏装机规模连年攀升,绿色能源供给能力实现跨越式增长。
2026-07-02 09:44
截至目前,全国配发832套流动科技馆,巡展7956站,服务公众2.57亿人次;科普大篷车累计配发1880辆,下沉乡镇及偏远地区,开展活动49.6万次,服务基层公众达4.07亿人次,行驶里程6188.5万公里,相当于绕地球1547圈。
2026-07-02 09:19
国家能源局日前发布《中国供电发展报告2026》,其中显示,我国已建成全球规模最大的电力供应体系,居民用户和小微企业告别了“花钱办电”的历史,人民群众用电获得感明显增强。
2026-07-02 09:40
农机装备是观察我国农业现代化水平的窗口,映射着农业新质生产力在田间地头的蓬勃脉动。用新技术、新场景锻造新农具,推进农机装备全程全面升级,一定能让更多农民挑上“金扁担”。
2026-07-02 09:22
随着SpaceX上市,太空算力再度成为全球科技竞争新焦点。据报道,中国已推动12颗计算卫星实现在轨运行,它们是于2025年5月14日发射升空的全球首个太空计算卫星星座。抓住机遇、乘势而上,中国完全有底气在这场太空算力竞赛中,跑出自己的加速度。
2026-07-01 09:38
电动汽车还与人工智能、新型电力电子技术加速融合,推动车辆从传统交通工具向智能能源终端转变。面对旺盛市场需求,中国电动汽车凭借完整产业链、智能化优势及快速交付能力,正改写全球汽车市场格局,成为稳定全球供应链的关键力量。
2026-07-01 09:33
中国世赛焊接团队全力对标产业升级需求,将比赛成果转化为实际应用,积极探索技能人才成长成才的实践路径。依托10余年的积淀与科学化的集训机制,中国焊接世赛团队终于迎来突破时刻,先后斩获第41届世赛银牌、第42届世赛优胜奖,并在第43届赛事中勇夺该项目的首金。
2026-07-01 09:29
短短几年,林场里农家乐和民宿如雨后春笋般涌现,如今增加到40多家,形成了一条远近闻名的“溪水农家院一条街”。每天午后,我都会沿着林场整洁的步道溜达溜达,一路景色宜人,一路自在惬意。
2026-07-01 09:26
加载更多