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谜一般的“卫星云”证实存在,藏在地月系统引力平衡点

2024-05-19 235

逾半世纪以来,地月系统中存有两团奇怪云气的理论争议两极,直到最近,来自匈牙利的天文学家与物理学家们可能证实了这些跟随着地球运转的“卫星云”。

两天体之间的重力相互作用远比第一眼看上去还要复杂,两者拉拔过程中又会衍生出 5 个引力平衡点位置,称为拉格朗日点(Lagrangian point),如下图,分别为:L1、L2、L3、L4、L5,日地系统、地月系统等都有 5 个拉格朗日点。处于这些点上的物体较能稳定随着系统移动,非常适合放置人造卫星(或太空基地)。比如在地月系统中,L1 点可放置一座地球与月球中继的太空加油站。

▲ 双体系统中的 5 个拉格朗日点。以地月系统来说,M1 是地球,M2 是月球。(Source:I, HBvG [GFDL, CC-BY-SA-3.0 or CC BY 2.5 ], from Wikimedia Commons)

而波兰天文学家卡齐米日·柯迪莱夫斯基在 1960 年代,首先提出从地月系统中的 L4、L5 点观察到两团云气,称为柯迪莱夫斯基云(Kordylewski cloud)。从上图可知,位于 L4、L5 点的天体与月球共享轨道(或相当靠近),就像月球的邻居,因此新研究第一作者、匈牙利罗兰大学天文学家 Judit Slíz-Balogh 也戏称它们是某种伪卫星(pseudo-satellite)。

从理论上讲,如果没有受到更大物体(比如太阳)的引力扰动、或受到其他因素如太阳风吹拂,则位于 L4、L5 点的尘埃云可能会永远被困在那片区域内。遗憾的是,柯迪莱夫斯基云非常模糊微弱,天文学家至今无法拿出证据大力佐证,日本的飞天号(Hiten)太空探测器在 2009 年通过 L4、L5 点时,其携带的“慕尼黑星尘计数器”也没有探测到星尘粒子。

今年早些时候,由匈牙利罗兰大学(Eötvös Loránd Tudományegyetem)物理学家 Gábor Horváth 领导的团队先用程式模拟了柯迪莱夫斯基云,评估它们的形成方式以及如何检测,最后他们认为,使用偏极化滤镜(Polarizing filter)寻找可能是个不错的方法。

接着团队找上匈牙利一座私人天文台,建立一个线性偏振滤光系统连接望远镜相机和 CCD 探测器,曝光 L5 拉格朗日点上推论云存在的位置,在排除光学伪像和其他影响后,发现了灰尘反射的偏振光,证实柯迪莱夫斯基云的存在。

▲ 柯迪莱夫斯基云位于 L4、L5 区域。(Source:By No machine-readable author provided. Vulpecula assumed (based on copyright claims). [Public domain or Public domain], via Wikimedia Commons)

虽然还有另一种可能指出,偏振光只是一种瞬态现象,但团队认为光散射模式与先前对柯迪莱夫斯基云的模拟相当吻合,未来会再持续密切观测。

鉴于 L4、L5 点的稳定性,你可以说这里是轨道探测器最安全的太空停车场,也可以是深空任务的转运站,甚至还有人建议在这两点上储存污染物,未来研究将关注柯迪莱夫斯基云的尘埃是否会对太空设备、太空人员构成威胁。新论文发表在《皇家天文学会报告》。

  • Astronomers Claim That Earth Has Two Ghostly Dust-Moons
  • Astronomers Have Detected a Ghostly Dust Cloud Orbiting Our Earth
  • Dusty pseudo-satellites spotted orbiting Earth
  • Did scientists confirm Earth’s dust cloud satellites?
  • Earth’s dust cloud satellites confirmed

(首图来源:pixabay)

2019-03-12 01:31:00

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