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中国科学家对近地小行星的研究又获重要进展


2015/11/7  编辑:admin 来源:本站整理

就在目前最大一颗对地球构成潜就在威胁的近地小天体“图塔蒂斯”真面目, 被我国科学家精确探测。

中国科学家对近地小行星的研究又获重要进展


资料图:嫦娥二号拍摄的近地小行星“图塔蒂斯”

  人民日报记者5日从中科院紫金山天文台了解到:目前最大一颗对地球构成潜在威胁的近地小天体—图塔蒂斯小行星的研究获得重要进展, 《自然》出版集团旗下期刊《科学报告》11月2日在线发表了研究成果。 完成探月任务之后的“嫦娥二号”卫星, 对图塔蒂斯小行星的飞越探测, 功不可没。

  有可能存在的数百万颗近地天体, 成为地球的长期隐患

  近地小行星图塔蒂斯早在1934年2月就被初次观察到, 之后的数十年, 它奥秘地“消失”了。 直到1989年1月才再度被天文学家发现, 并被命名为“图塔蒂斯”, 意为西方凯尔特人神话中的“战神”, 国际编号为4179。

  这颗小行星形状似花生, 又像哑铃, 直径约5千米, 体积约1.70千米×2.03千米×4.26千米, 轨道远日点接近木星轨道, 近日点处于地球轨道附近。

  在2012年以前, 该小行星可以说是每4年接近地球一次, 上一次接近地球是在2012年, 距离地球约700万千米。 由于其轨道近年来改变等原因, 下一次近地飞行大约在2069年。 值得一提的是, 2004年它与地球接近距离只约150万千米, 因为运行时与地球在太空尺度下的距离太近, 图塔蒂斯被美国(美利坚和众国)航空航天局收入“潜在危险小行星名单”。

  天文学家介绍说明, 近地天体撞击地球的事件并非耸人听闻, 时常发生。 2013年2月15日, 俄罗斯车里雅宾斯克陨石事件, 致使1200人受伤, 近3000座建筑受损;20世纪初的通古斯大爆炸, 爆炸威力相当于2000万吨TNT炸药, 超过2150平方千米内的8000万棵树被焚毁;此外, 地球上诸多撞击坑都表明着近地天体的威胁。

  图塔蒂斯课题的负责人、中科院紫金山天文台研究员季江徽介绍, 在地球附近估计存在数百万颗几十米大小、未被发现的近地天体, 它们构成了地球与人类生存的长期隐患。 因此, 组建地基与空基跟踪监测网开展近地天体预警显得尤为必要和紧迫。 预警和消除威胁的前提, 就是对近地天体有所了解, 也就是先弄明白其组织成分、结构和演化等基本信息。

  “虽然还没有付诸实践, 但目前美国、欧洲等地的科学家已经对消除近地天体的威胁有了一些基本设想。 例如对体积微小的, 可以能够可以通过‘抓捕’等措施将其抓到月球附近;对结构相对松散、较轻的, 可以采取撞击、炸碎手段减少威胁;对一些体积和质量较大的, 则可以从其表面抓取石头, 以改变其运行轨道。 ”季江徽说。 值得提醒一定要注意的是, 从迎着太阳的一面飞来的小行星, 地面上的普通望远镜可能再也不能够捕捉到, 这就有请求需要倚赖空间望远镜来进行全天候拉网式普查, 以求无一遗漏。

  “嫦娥二号”在国际上首次对“战神”实现近距离探测

  很多人可能不知道, “嫦娥二号”卫星在执行探月任务之外, 还肩负着飞越图塔蒂斯小行星并进行科学探测的使命。 据天文学家介绍, 在空间探测中, “多任务多目标”方式十分常见, 主要是为了获得更高的科学回报。 季江徽介绍, 探测小行星的具体过程, 也有多种形式, 有“嫦娥二号”这种飞越探测, 也有像骑车陪跑一样跟随小行星的“伴飞”探测, 还是有附着在小行星表面进行勘察甚至抓取一些样品回地球分析取样的返回探测等方式。

  2012年12月, “嫦娥二号”与图塔蒂斯小行星由远及近擦身而过, 首次实现中国对小行星的飞越探测, 两者最小近距离不到1千米, 交会时“嫦娥二号”星载监视相机首次对小行星进行了高分辨率光学图像拍摄。 这是国际上首次实现对该小行星近距离探测。

  能实现“嫦娥二号”与图塔蒂斯的千米级飞越探测, 离不开紫金山天文台研究团队精确确定图塔蒂斯的轨道。 基于“嫦娥二号”数据信息, 研究人员进而揭示了这颗小行星的物理特性、表面特征、内部结构与形成机理。 这项发现被Nature中文版推荐为研究亮点, 研究成果连续两年入选我们国家内“年度十大天文科技进展”。

  今年早些时候, 研究人员还基于“嫦娥二号”数据, 深入开展了图塔蒂斯小行星自转动力学的研究, 发现其自转状态十分复杂, 可以理解为像陀螺一样绕着一个不停转动的轴在空中转动甚至“翻跟头”。 这一研究成果发表在《英国皇家天文学会月刊》上。

  此外, 研究人员还在图塔蒂斯小行星表面识别出200多个碎石, 直径大小从10米到61米不等。 对碎石的累积大小频率分布统计显示, 它们呈现较陡的斜率, 表明自形成以后遭受了较高程度的破碎过程, 或来自后续撞击改造, 或来自小行星表面昼夜温差变化引起的热疲劳。

  “研究人员通过几百张光学影像的反复对比, 从不同角度利用光的阴影、凸起等特征, 识别出石头, 并将其数量数清楚, 这是非常困难的, 但很有意义。 ”季江徽介绍, 研究发现, 这颗由石头构成的小行星, 并非一个整体, 而是由很多“碎石堆”堆积在一起构成的一个较为松散的结构。 和金属构成的小行星相比, 通过爆炸将其炸碎相对容易;同一个时间, 研究人员也已经对其运动状态和结构演化有了基本认识, 如果未来在其表面安放炸药等, 就能获知所需要考虑的速度、引力等因素。

  据介绍, 相比于近地小行星数量之巨, 目前科学家们所掌握的资料非常之少。 在不远的将来, 我国或将发射一颗特意用于探测小行星的空间探测器。

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