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

  • 山东淄博:繁花绽放激活春日“赏花经济”

  • 浙江安吉:万亩茶园 采摘正酣

独家策划

推荐阅读
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
碳排放看不见、摸不着,却关乎每一场国际气候谈判、每一笔碳关税账单。
2026-04-09 10:09
人工智能在延伸人类能力的同时,也深刻改变着就业创业形态和劳动力市场结构。我们既拥抱着技术进步带来的无限可能,也要理性审视挑战、主动适应变革。
2026-04-09 10:08
构建“科研—科普—科创”融合闭环,让科普全程嵌入新质生产力培育链条,方能破解成果转化低效、创新协同不足等突出问题。
2026-04-09 10:02
从实验室到田间地头,辽宁省农科院为科研院所、高校、种业企业等单位提供种质资源共享服务,打通种质资源转化的“最后一公里”,让良种真正走进千家万户。
2026-04-09 09:50
北京大学先进制造与机器人学院刘珂课题组与杨林课题组合作,从折纸艺术中获得灵感,成功实现了无需外部输入的电子器件智能温度控制,相关指标刷新世界纪录。
2026-04-09 09:47
最近,中国海洋大学教授、青岛海洋生物医药研究院首席科学家于广利远赴智利,只为一株南极褐藻。2014年,青岛海洋生物医药研究院正式运行,BG136成为其孵化的第一个海洋新药项目。
2026-04-08 09:51
4月7日,贵州省贵阳市,北京积水潭医院贵州医院医生在指导患者进行脑机接口康复训练。信息多跑路、群众少跑腿的背后,是西青区紧密型医共体数据互通共享,让信息实时对接、问题协同处置。
2026-04-08 09:49
绿色获得感,源自对优美生态最直观的感受,是看得见、摸得着的民生福祉。绿色获得感,源自生态与产业共促,让绿水青山成为富民兴业的金山银山。绿色获得感,源自城乡融合发展,让良好生态空间全民共享。
2026-04-08 09:44
2月5日,自然资源部组织的中国第42次南极考察队在东南极麒麟冰下湖区域,成功完成我国首次南极冰层热水钻探试验,突破国际极地热水钻探2540米的最深纪录,标志着我国具备在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。
2026-04-08 09:43
当前,我国已进入中度老龄化阶段,失能、失智、高龄老年人逐年增多,养老服务需求呈现专业化、多样化、个性化特征。
2026-04-08 09:41
黄色的花在春天更早绽放,是植物经历数亿年的自然进化形成的一系列生存策略。
2026-04-07 10:29
国家卫生健康委与国家中医药局近日联合印发《基层医疗卫生机构医疗质量改善三年行动方案(2026—2028年)》,部署实施基层医疗质量改善三年行动。此举旨在进一步发挥基层医疗卫生机构提供基本医疗服务作用,提高基本医疗服务规范性和同质化水平,保障基层医疗卫生机构医疗质量和医疗安全,助力实现分级诊疗“基层首诊”。
2026-04-07 10:28
今年《政府工作报告》提出,完善人才培养与经济社会发展需要适配机制。人才培养是一项复杂的系统工程,其关键是学科专业设置和调整,重点是人才培养模式改革和课程体系完善。
2026-04-07 10:23
近年来,网络信息服务业态不断革新,人工智能技术快速迭代,数字虚拟人应用场景持续拓展。多位专家表示,征求意见稿秉持“以人为本、智能向善”的理念,为全球数字虚拟人治理提供了兼具可行性与前瞻性的中国方案。
2026-04-07 10:23
不少人遇到过煮熟后弹性异常的“橡胶蛋”,便认为是人造假鸡蛋,这一说法也被李满雨否定。对比普通鸡蛋,李满雨指出,功能性鸡蛋仅在特定营养成分上有明显优势,在蛋白质、脂肪、维生素A等日常必备营养素上,二者差距微乎其微。
2026-04-07 10:22
征求意见稿提出,任何组织和个人提供、使用数字虚拟人服务,不得以丑化、污损等形式侵害他人人格权,未经特定自然人同意,不得提供足以识别特定自然人身份的数字虚拟人服务。
2026-04-03 17:59
近日,《关于加快建立长期护理保险制度的意见》(以下简称《意见》)印发。《意见》明确,用3年左右时间,基本建立适应我国基本国情的长期护理保险制度。
2026-04-03 10:07
加载更多