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Lucy探測器想瞭解的事:太陽如何影響我們太陽系中的小行星

Lucy探測器想瞭解的事:太陽如何影響我們太陽系中的小行星

2021-11-08 Comments 0 Comment

小行星一直在講述我們太陽系開始時的故事。 木星的特洛伊小行星也不例外,它們與這個氣體巨行星在同一軌道上圍繞太陽運行。 特洛伊小行星被認為是最終形成我們的行星的物體留下的,研究它們可能提供關於太陽系如何形成的線索。

在接下來的12年裡,美國宇航局的「露西」(Lucy)任務將訪問8顆小行星–包括7顆特洛伊型以説明回答關於行星形成和太陽系起源的重大問題。 該航太器將需要大約三年半的時間才能到達其第一個目的地。

那麼,露西可能會發現什麼?

像所有的行星一樣,小行星也存在於日光層中,日光層是由我們的太陽風所覆蓋的巨大空間氣泡。 太陽直接或間接地影響著這個宇宙袋中存在的許多方面。 太陽佔了太陽系品質的99.8%,並因此而產生了強大的引力。 就露西將要訪問的特洛伊小行星而言,它們在太空中的位置部分是由太陽的引力決定的。 它們聚集在兩個拉格朗日點上。 這些位置是兩個大品質物體–在本例中是太陽和木星–的引力平衡的地方,小行星或衛星等較小的物體相對於較大的物體保持原位。 特洛伊小行星在拉格朗日點L4和L5的軌道上引領和跟隨木星60°角。

這段視頻介紹了Lucy的首席研究員Hal Levison,他討論了位於拉格朗日點的特洛伊小行星,以及Lucy任務將如何規劃其軌跡以訪問它們。

沒錯,太陽光可以移動小行星! 就像地球和太空中的許多其他物體一樣。 像地球和太空中的許多其他物體一樣,小行星也在旋轉。 在任何特定時刻,小行星面向太陽的一面吸收陽光,而暗面則以熱量的形式釋放能量。 當熱量逸出時,它產生了無窮無盡的推力,將小行星稍微推離其軌道。 經過數百萬年,這種被稱為雅爾科夫斯基效應的力量可以明顯地改變較小的小行星(那些直徑小於25英里,或約40公里的小行星)的軌跡。

同樣,太陽光也可以改變小行星的旋轉速度。 這種效應被稱為YORP(以四位科學家的工作促成了這一發現而命名),根據小行星的大小、形狀和其他特徵,以不同的方式影響它們。 有時,YORP會使小天體旋轉得更快,直到它們解體。 其他時候,它可能導致它們的旋轉速度變慢。

特洛伊小行星比我們以前研究過的近地或主帶小行星離太陽更遠,雅爾科夫斯基效應和YORP如何影響它們還有待觀察。

在數百萬年的時間里,Yarkovsky效應可以明顯地改變較小的小行星的軌跡。 資料來源:美國宇航局戈達德太空飛行中心

就像地球上的岩石顯示出風化的跡象,太空中的岩石也是如此,包括小行星。 當岩石在白天升溫時,它們會膨脹。 當它們冷卻下來時,它們會收縮。 隨著時間的推移,這種波動導致裂縫的形成。 這個過程被稱為熱裂變。 這種現象在沒有大氣層的物體上更為強烈,比如小行星,那裡的溫度變化很大。 因此,即使特洛伊木星比地球上的岩石離太陽更遠,它們也可能顯示出更多的熱裂變跡象。

動畫顯示了數百個太陽風粒子從太陽飛向地球。 小行星受到太陽風的打擊,太陽風是一種穩定的粒子流、磁場和輻射,從太陽流出來。

缺乏大氣層對小行星的風化有另一個影響。 小行星受到太陽風的打擊,太陽風是來自太陽的粒子、磁場和輻射的穩定流。 在大多數情況下,地球的磁場保護我們免受這種轟擊。 通過的粒子可以激發地球大氣層中的分子,導致極光的出現。 由於沒有自己的磁場或大氣層,小行星首當其衝地受到太陽風的影響。 當傳入的粒子撞擊小行星時,它們可以將一些物質踢到太空中,改變留下的東西的基本化學成分。翟志剛時隔13年再次出艙:當年神七出艙任務時曾發生”意外插曲”

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