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1991年到2003年的12年間,科學家觀察小行星高利夫卡6489,發現它在這12年裏偏離了它的軌道大約15千米。最近,科學家又發現一顆名爲1999 RQ36的小行星在過去的12年裏,偏離了它的軌道竟然達160千米!
對於小行星們來說,好像有種神祕的力量在拖着它們離開軌道,讓它們不安分地到別處漂游,不小心就會被別的星體吸引而發生撞擊事件,它們的軌道距離地球那麼近,對於地球來說尤其是隱患重重。
其實很早科學家就發現了小行星偏離軌道的現象,這讓科學家很困惑,他們推測小行星們在公轉過程中,是否受到了其他行星或衛星的引力作用?
直到幾十年前,一位愛沙尼亞天文學家提出了一個獨特的觀點,這個觀點讓天文學家們如醍醐灌頂,茅塞頓開,感覺終於找到了把小行星拽離軌道的那個神祕力量。
小行星散熱不均
那麼到底是什麼神祕力量影響了小行星呢?
宇宙中的星球毫無例外地都在自轉,因此對於小行星來說,也有晝夜之分。
對於不太導熱的巖質小行星來說,一天中,輻射熱量最多的時候應該是黃昏,因爲從早晨開始,它就一直接受太陽的照射,熱量不斷在小行星體內積累,曬了一天了,熱量也積累了一天了。之後就將進入黑夜散熱了。同樣道理,一天中,輻射熱量最少的時候應該是黎明,因爲它體內的熱量散發了一夜,再之後,它就將重新接受太陽的輻射,重新積累熱量了。
而對於導熱快,容易曬透的鐵質小行星來說,很可能太陽直射過後的午後是它輻射熱量最多的時候,它輻射熱量最少的時候同樣也是黎明時分。
這裏我們撇開鐵質小行星不說,只說巖質小行星。因爲巖質小行星散熱最多和最少的部位分別位於黃昏和黎明。
如果我們站在最初靜止的小車上不斷向前拋籃球的話,小車就會不斷後退,這是物理上的動量守恆導致的,相當於小車受到了與籃球運動方向相反的力。同樣道理,小行星向外散發熱量,就相當於不斷向外拋光子,拋光子的結果也會導致小行星受到反方向的力。這樣,散熱最多的部位受到反作用力就最大,因此小行星上輻射熱量最多的部位受到反作用力最大,而輻射熱量最少的部位反作用力最小。
正是散熱推動了小行星
爲了便於說清細節,我們暫且把小行星公轉時,朝向前進方向的那一端叫小行星的前端,另一端叫小行星的後端。當然,由於小行星總在自轉,因此它的前端或後端相對於小行星總在變動。
如果小行星自轉的方向與它公轉的方向相同,而且自轉一圈所用時間與公轉一圈所用時間一樣的話,那麼就像月亮總是以同一張臉面對地球一樣,這樣的小行星就總是以同樣的臉面對太陽,在它上面沒有太陽的東昇西落,沒有黎明和黃昏之分。
如果小行星自轉方向與公轉方向相反,或者方向相同的情況下,自轉週期比公轉週期長的話,小行星上的前端對應黃昏時分,後端對應黎明時分。
其他情況下,則小行星的前端對應黎明時分,後端對應黃昏時分。
根據上面的分析,這種小行星由於散熱不均,小行星自轉與公轉方向相同時,散熱最大的地方是後端與太陽直射方向呈45°~90°角的地方,這樣後端比前端受力大,就會有一種力在後面推着小行星前進;當小行星自轉與公轉方向相反時,受力方向也剛好相反。總之,小行星總會受到一個力的推動,運動方向有所改變,速度也會不斷加快。
由於小行星運動方向和速度的變化,就會導致小行星不斷偏離自己的軌道,或者向太陽靠近,或者遠離太陽。這就是小行星偏離軌道的真正原因。
其實這個理論還是1900年,一位俄羅斯科學家提出的一種熱輻射效應,現在叫“雅科夫斯基效應”,那時雅科夫斯基就提出了熱輻射也會讓物體受力的深邃見解。而且這種效應不只在每天的時間裏對物體有作用,在不同的季度裏,也會對物體產生作用,例如北半球夏季、南半球冬季的時候,兩個半球的熱輻射也會不同,從而也會產生一定的作用。
散熱不均,只會影響小個子
這麼一說,聯想豐富的讀者肯定會想到,我們的地球散熱也不均勻,也是後端散熱最多,那麼地球也是越轉越快,不斷遠離太陽了吧?如果是這樣,那麼到了什麼時候,在地球上看太陽,太陽就像乒乓球大小了,那時的地球還不成了冰球了?
科學家告訴我們不用擔心,這種熱輻射不均導致的效應其實很小,拿小行星高利夫卡6489來說,它有很多棱角,看上去像個糉子,質量大約是1011千克,它上面的熱量輻射不均勻產生的力只有0.25牛頓,這個力的大小也就相當於一隻蟑螂拉東西的力量!這麼小的力作用在百億多千克的龐然大物上所產生的加速度只有大約10-11米/秒2,這麼小的加速度意味着在幾千年的時間裏纔會讓小行星的速度增大1米/秒!它對於地球的影響就更小了,雖然地球的表面更大,雅科夫斯基效應也更大,但地球質量比這小行星大了1012倍,這樣綜合下來,雅科夫斯基對地球的影響也許在億年以後纔會讓地球速度增加1米/秒。因此我們不用擔心地球會飄走。
需要警惕的小行星很多
但對於小行星來說,雅科夫斯基效應不可忽視,它雖然讓小行星的速度增大不多,但它時時刻刻作用於小行星,例如讓小行星高利夫卡6489在12年的時間裏多走了大約1400千米的路程,軌道偏離了大約15千米,也就是它的實際位置比按照軌道計算的理論位置相差了15千米,而對於更小的1999 RQ36小行星來說,軌道偏離就更大了。
小行星帶上有那麼多小行星,它們都會受到雅科夫斯基效應的影響。不管它們離太陽越來越遠,還是越來越近,小行星們只要不在軌道上安穩呆着,就都是危險分子,因爲偏離後的它們很容易受別的星球引力的影響而朝地球衝來!科學家估計小行星1999 RQ36將在2135年威脅地球! (摘自《大科技》)