摘要:提及小行星撞击地球,人们往往会联想到科幻大片中的惊险场景。然而,据美国宇航局(NASA)评估,每年地球遭遇致命小行星撞击的概率约为三十万分之一,这一威胁并非遥不可及。
提及小行星撞击地球,人们往往会联想到科幻大片中的惊险场景。然而,据美国宇航局(NASA)评估,每年地球遭遇致命小行星撞击的概率约为三十万分之一,这一威胁并非遥不可及。
在恐慌情绪蔓延之前,让我们先迎来一个好消息。来自穆尔西亚大学的科学家已经研发出一个方程式,用于捕捉那些正朝地球飞来的潜在“杀手”小行星。
该方程式由Oscar del Barco Novillo教授提出,它基于光的引力弯曲原理,能够精确锁定太阳系中小天体的位置。这些天体不仅涵盖了柯伊伯带(一个由冰冷天体构成的区域,包括冥王星等矮行星),还涉及太阳系最遥远的区域——奥尔特云。
这一发现对于行星防御网络而言至关重要,因为它能够提前发现可能与地球相撞的小行星,并为应对撞击做好充分准备。提前预警或许正是将小行星偏转至安全轨道、避免灾难性撞击的关键所在。
在日常生活中,我们习惯认为光线从物体到眼睛是一条直线,因此所见即所得。然而,对于遥远的小行星而言,情况却并非如此。由于引力偏转现象的存在,当光线穿过如太阳周围的强引力场时,会偏离直线轨迹。这一现象早在1730年由艾萨克·牛顿提出,直至1916年阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论问世,才得以证实。
天文学家面临的一大挑战在于,引力偏转导致我们观测到的远处天体图像与其真实位置存在偏差。Novillo教授透露:“当阳光照射到太阳系中的小行星等小物体时,我们在地球上接收到的光线会因太阳、木星等主要行星的引力而发生偏转。因此,在计算这些小物体的运动方程时,必须考虑这一效应。”
尽管在大多数情况下,这一偏差可能微不足道,但在计算潜在危险小行星的轨道时,即使微小的计算错误也可能带来灾难性后果。为此,Novillo教授在《皇家天文学会月刊》上发表的解决方案,将引力视为一种物理介质(如水),以计算光线穿过时的弯曲程度。
通过该公式,Novillo教授计算了水星轨道上不同点处光线的偏转角,并与基于牛顿和爱因斯坦方程的结果进行了对比。结果发现,当水星与太阳距离最远时,差异高达15.8%。
Novillo教授指出,这一发现的最大意义在于能够更准确地计算太阳系中可能对地球构成潜在威胁的小天体的轨道。虽然该方案本身并不直接用于探测小行星,但它有助于确定这些天体的精确位置,从而更准确地估计其轨道。
目前,NASA、欧洲航天局(ESA)等航天机构正在研究避免小行星撞击的方法。例如,ESA的DART任务通过撞击小行星Dimorphos来测试其轨道能否被偏转。虽然最终结果需等待Hera任务明年晚些时候的确认,但早期观测已表明撞击确实对Dimorphos的轨道产生了影响。
理论上,人类可以利用类似的神风敢死队卫星来偏转正朝地球飞来的危险小行星的轨道。然而,这需要多年的预警时间,以便航天机构规划任务并使小行星偏离地球轨道。
因此,航天机构拥有一种准确评估太阳系中漂移小行星位置和轨道的方法至关重要。除了行星防御外,Novillo教授的方程式还有助于加深我们对宇宙的理解。例如,它可能帮助科学家精确计算离地球最近的恒星——比邻星的位置。比邻星距离地球4.25光年,据信有三颗系外行星围绕其运行。精确确定比邻星的位置将有助于科学家准确研究其行星的轨道,以判断它们是否位于恒星的宜居带内。
此外,Novillo教授的发现甚至可能助力科学家绘制最遥远的太空地图。他表示:“遥远的星系被大量中间质量(如星系团)扭曲和放大,可以用这个新的精确方程来精确定位。”在未来六年里,ESA的Euclid任务将观测数十亿个星系至100亿光年的形状、距离和运动,旨在创建有史以来最大的宇宙3D地图。借助该方程式,科学家们将能够制作出更准确的地图,这有助于我们理解暗物质和暗能量如何将宇宙塑造成今天的样子。
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来源:阿新科学在线