科學家在海王星重力「死亡地帶」找到小行星

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【大紀元9月2日訊】(大纪元記者易德正編譯報導)美國卡內基研究所(Carnegie Institution)地磁部門(Department of Terrestrial Magnetism,DTM)的天文學家史考特‧謝帕德(Scott Sheppard)及雙子星天文台(Gemini Observatory)的天文學家查德威克特‧魯希略(Chadwick Trujillo)找到第一個在海王星附近的特洛伊小行星:2008 LC18,它存在於海王星附近一個難以偵測的區域,此區域被稱為拉格朗日點L5。

在太陽系中有些區域在行星與太陽的重力平衡下,一些小型星體能夠穩定存在,這些區域被稱為拉格朗日點,其中的小行星群被稱為「特洛伊小行星群」。

這些鄰近木星與海王星的「特洛伊小行星群」,它們幾乎與木星及海王星共軌;觀察這些小行星能幫助天文學家進一步了解行星的形成與太陽系的演化。

天文學家們利用觀測到的資料預測該區域小行星的數量,發現其數量接近海王星另一個拉格朗日點L4的小行星群。這項研究在今年8月12日發表於《Science Express》。

「特落伊群小行星是指位在行星軌道上,在行星之前或之後,與太陽、行星夾角60度的『拉格朗日點(Lagrangian points)』上的小行星群,由於拉格朗日點是太陽與行星兩者重力平衡的位置,所以小行星位在此處相當穩定,不易漂散。」謝帕德解釋道,「L4和L5與其它已發現的拉格朗日點不同,這兩個區域特別穩定,所以星際塵埃與一些宇宙物質易於聚集在此。我們已在L4發現3~6個小行星群,但L5就非常難觀測,因為它鄰近於銀河系中心最亮的地方。」

為此,天文學家們設計了一個獨特的觀察策略,他們使用數位化全天幕影像,找出該穩定區域內被星際塵埃擋住光線的地區,而這光線來自銀河系中心。這樣一來,就出現了觀察小行星的窗口。

天文學家們為了觀察L5區域的海王星特洛伊小行星,使用了兩具世界上最好的望遠鏡,分別是日本國立天文台位於夏威夷莫納開亞山(MaunaKea)的著名望遠鏡「昂」(Subaru)與隸屬卡內基研究所的麥哲倫望遠鏡,地點位於智利阿特卡馬(Atacama)沙漠。

「我們預估新的海王星特洛伊小行星的直徑約100多公里,在L5這樣大小的小行星約150個。」謝帕德說。「這與我們對L4區域的預測類似,由此看來海王星特洛伊小行星群的數量眾多,比木星與火星中間小行星帶的行星數量還多。而且目前以觀測到的海王星特洛伊小行星屬於少數,有許多小行星因為距離太陽與地球太遠而難以觀測清楚。」

L5特洛伊小行星群的運轉軌道與太陽系相比非常傾斜,L4的很多小行星也是如此。這讓小行星群在太陽系還很年輕時就被重力「捕獲」在L4、L5等穩定的區域之中,當時海王星的軌道還與現在不同。

「捕獲」同時是個緩慢而平穩的行星移居過程,當一個巨大的行星進入到特定的軌道時,其巨大的重力會吸引這些小行星,並將他們「凍結」在L4、L5這些拉格朗日點。那時的太陽系還處於混沌狀態,許多星體還不穩定,會移動到不尋常的軌道上。

這項觀測的經費有部份是出自美國航太總署新地平線號太空任務,「新地平線號(New Horizons)」太空船將在2015年前往冥王星後對這個區域做體積的調查。 (http://www.dajiyuan.com)

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