1991年到2003年的12年間,科學家觀察小行星高利夫卡6489,發(fā)現(xiàn)它在這12年里偏離了它的軌道大約15千米。最近,科學家又發(fā)現(xiàn)一顆名為1999 RQ36的小行星在過去的12年里,偏離了它的軌道竟然達160千米!
對于小行星們來說,好像有種神秘的力量在拖著它們離開軌道,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(fā)生撞擊事件,它們的軌道距離地球那么近,對于地球來說尤其是隱患重重。
其實很早科學家就發(fā)現(xiàn)了小行星偏離軌道的現(xiàn)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(wèi)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?nèi)珲囗?,茅塞頓開,感覺終于找到了把小行星拽離軌道的那個神秘力量。
那么到底是什么神秘力量影響了小行星呢?
宇宙中的星球毫無例外地都在自轉,因此對于小行星來說,也有晝夜之分。
對于不太導熱的巖質(zhì)小行星來說,一天中,輻射熱量最多的時候應該是黃昏,因為從早晨開始,它就一直接受太陽的照射,熱量不斷在小行星體內(nèi)積累,曬了一天了,熱量也積累了一天了。之后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,因為它體內(nèi)的熱量散發(fā)了一夜,再之后,它就將重新接受太陽的輻射,重新積累熱量了。
而對于導熱快,容易曬透的鐵質(zhì)小行星來說,很可能太陽直射過后的午后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。
這里我們撇開鐵質(zhì)小行星不說,只說巖質(zhì)小行星。因為巖質(zhì)小行星散熱最多和最少的部位分別位于黃昏和黎明。
如果我們站在最初靜止的小車上不斷向前拋籃球的話,小車就會不斷后退,這是物理上的動量守恒導致的,相當于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(fā)熱量,就相當于不斷向外拋光子,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。
為了便于說清細節(jié),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,另一端叫小行星的后端。當然,由于小行星總在自轉,因此它的前端或后端相對于小行星總在變動。
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,那么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升西落,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,自轉周期比公轉周期長的話,小行星上的前端對應黃昏時分,后端對應黎明時分。
其他情況下,則小行星的前端對應黎明時分,后端對應黃昏時分。
根據(jù)上面的分析,這種小行星由于散熱不均,小行星自轉與公轉方向相同時,散熱最大的地方是后端與太陽直射方向呈45°~90°角的地方,這樣后端比前端受力大,就會有一種力在后面推著小行星前進;當小行星自轉與公轉方向相反時,受力方向也剛好相反??傊?,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。
由于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(xiàn)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里對物體有作用,在不同的季度里,也會對物體產(chǎn)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(chǎn)生一定的作用。
這么一說,聯(lián)想豐富的讀者肯定會想到,我們的地球散熱也不均勻,也是后端散熱最多,那么地球也是越轉越快,不斷遠離太陽了吧?如果是這樣,那么到了什么時候,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,看上去像個粽子,質(zhì)量大約是1011千克,它上面的熱量輻射不均勻產(chǎn)生的力只有0.25牛頓,這個力的大小也就相當于一只蟑螂拉東西的力量!這么小的力作用在百億多千克的龐然大物上所產(chǎn)生的加速度只有大約10-11米/秒2,這么小的加速度意味著在幾千年的時間里才會讓小行星的速度增大1米/秒!它對于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(zhì)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后才會讓地球速度增加1米/秒。因此我們不用擔心地球會飄走。
但對于小行星來說,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,但它時時刻刻作用于小行星,例如讓小行星高利夫卡6489在12年的時間里多走了大約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,而對于更小的1999 RQ36小行星來說,軌道偏離就更大了。
小行星帶上有那么多小行星,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(wěn)呆著,就都是危險分子,因為偏離后的它們很容易受別的星球引力的影響而朝地球沖來!科學家估計小行星1999 RQ36將在2135年威脅地球!