小行星為什麼會擁有衛星?地球也是這樣擁有月亮的嗎?
科學界一度認為擁有自己衛星的小行星非常少見,許多小行星最初只是形單影隻,然而自1993年「伽利略「號飛船發現第一對小行星-衛星之後,已陸續發現了許多旁邊有小衛星的直徑幾公里的小行星,它們主要分布在火星和木星之間這一地帶,其中15%都屬於穿過地球軌道的近地小行星。
關於這一現象的成因,科學界有數種說法。其中之一認為,這種成對分布現象是由於年齡更為古老的行星相撞形成的,不過由於在太空中星球之間的距離非常遙遠,發生上述撞擊的概率應是少之又少。對於處於木星和火星之間地帶、某些體積較大的成對小行星來說,碰撞的可能性還是存在的----那裡的行星沿軌道運行多有數十億年之久,然而較小的近地小行星則更可能會闖向太陽方向,或者是在撞向太陽之前與內圈方向的某顆行星相撞。
另一種說法傾向於潮汐的侵蝕作用。它認為,行星強大的地心拉力會將途經的小行星一分為二,變成帶衛星的小行星。這一說法的問題在於:新生成的小行星在另一新軌道上再次途經時,行星的重力拉力應該更容易使其再分裂才對。
現在計算機的模擬結果支持第三種解釋:美國大學園的馬里蘭大學凱文.沃爾什及同事認為,太陽光的能量會使單一小行星快速旋轉,最終分裂為二,從而也擁有了自己的衛星。如果小行星吸收了太陽光,它就會以熱量的形式將這種能量釋放出來--夏天時的人行道就是這樣。由於其表面的凹凸不平,熱光量子形成的噴射急流會使岩石產生旋轉的全面驅動力,被稱為YORP作用。
為了證明YORP作用是否為真實成因,沃爾什及同事們選擇一顆名為1999 KW4的小行星及其衛星,通過計算機模擬小行星旋轉。與其它小行星一樣,1999 KW4及其衛星看上去就像一片「碎石堆」--鬆散的岩石和漂石由於重力作用被聚合在一起。其中,體積稍大的小行星形似飛碟,直徑1.5公里,圓形的小衛星圍繞它旋轉,每16小時旋轉一周。
在計算機模擬實驗中,研究小組嘗試將各種不同形狀、大小和密度的碎石堆進行旋轉。據小組成員、來自馬里蘭大學的德里克.理查森稱,碎石每一次被加熱到一定程度後,便開始旋轉且越轉越快,位於兩極的鬆散物質便開始向赤道部位滾動,使小行星「中心部分向外凸出,狀似一個大漢堡包」。到達某一臨界速率、形成一定形狀之後,圓盤邊緣附近的少量物質開始慢慢向周邊漂移,最終形成環繞小行星運轉的軌道。隨著時間的過去,重力引力使這些小碎物質向一起聚集,形成一個塊狀物,並隨著小行星釋放的穩定的熱光量子能而不斷長大,從而形成一對小行星及其衛星。這一進程可能在太空中要花幾十萬年,而通過計算機模擬顯示只需27秒就可展示完畢。
雖然地球、月亮都不小,但科學家對月球的產生猜測和小行星產生衛星的原因非常相似,這也許可以佐證月球的由來!
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