金星是否隐藏着危险的小行星？

周一 · 知古通今  | 周二 · 牧夫专栏

周三 · 风月同天  |   周四 · 观测指南

周五 · 深空探测|周六 · 茶余星话|周日 · 天象预报

翻译：葛文迪

校对：牧夫校对组

编排：胡暖暖

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2025-05-venus-dangerous-asteroids.html

20年前，美国国会让美国宇航局（NASA）找到90%对地球构成威胁的近地小行星。他们已经取得了一定进展，发现了这些围绕太阳运行并接近地球1.3天文单位范围内的小行星。然而，他们可能需要扩大搜索范围，因为天文学家现在正在发现与金星共轨的小行星，这些小行星可能对地球构成威胁。

新的研究试图了解可能与金星共轨的小行星数量，以及我们如何探测到它们。这些小行星可能隐藏在太阳的眩光中，阻碍我们发现它们。这取决于观测窗口以及小行星亮度的变化。

太阳系中的大多数小行星位于火星和木星之间的小行星主带中。然而，还有一些小行星与行星共轨，例如木星特洛伊小行星，它们形成了两个群体：一个位于木星前方，一个位于木星后方。天文学家正在发现越来越多与金星共轨的小行星，这些小行星对地球构成了威胁。图片来源：NASA/LPI

这项研究的标题是《隐形的威胁：评估尚未发现的金星共轨小行星的碰撞风险》，并已提交至《天文学与天体物理学》杂志。该研究的主要作者是巴西圣保罗大学的助理教授瓦列里奥·卡鲁巴。

作者们写道：“目前已知有20颗金星共轨小行星，共轨状态使这些小行星免于接近金星，但并不能保护它们免于与地球相遇。”如果金星共轨小行星的“最小直径约为140米，并且接近地球轨道0.05天文单位以内”，它们就被视为潜在危险小行星（PHA）。

问题是，这些小行星是否会对地球构成碰撞威胁？

作者们写道：“我们旨在评估尚未被探测到的金星共轨小行星群体可能对地球构成的威胁，并研究它们从地球和空间天文台的可探测性。”

在已知的20颗小行星中，只有一颗的轨道偏心率低于0.38。这合乎情理，因为轨道更宽的小行星会更接近地球，也更容易被探测到。因此，它的被探测很可能是由于观测偏差的结果。不幸的是，这也意味着可能还有许多轨道偏心率较小的小行星，它们非常难以被探测到。

确定它们的危险性的一个问题是，共轨小行星的轨道是不可预测的。作者们解释道：“金星的共轨小行星具有高度混沌性，其李雅普诺夫时间约为150年。”李雅普诺夫时间指的是由于混沌动态，一个天体的轨道变得不可预测所需的时间。

这意味着研究一个天体的单一轨道并不能告诉我们其轨道在大约150年后会如何演化。作者们写道，对“克隆”小行星进行统计研究可以提供更清晰的画面。

研究人员创建了一个具有不同轨道倾角的网格，并用26颗具有不同轨道特征的克隆小行星填充其中。然后，他们将这些克隆小行星与太阳系行星的轨道进行了36,000年的模拟积分，接着检查是否有克隆小行星与地球发生近距离接触。

作者们写道：“对于轨道偏心率小于0.38、在低倾角下范围更大的轨道，金星的共轨小行星可能对地球构成碰撞威胁。”

随后，他们检查了这些小行星是否能从地球上的维拉·鲁宾天文台被观测到。他们发现，由于太阳的眩光，这些天体只能周期性地被观测到。这些观测窗口大多出现在这些天体接近离地球最近点时。

维拉·鲁宾天文台将于2025年7月启用。一旦投入使用，它将释放海量的数据和发现，并将发现更多潜在危险天体，包括与金星共轨的天体。图片来源：鲁宾天文台/NSF/AURA

作者们写道：“高度限制和太阳角距限制使我们的观测只能在一年中的特定时期进行。”太阳角距是指从地球视角测量的这些小行星与太阳之间的夹角距离。

这项研究表明，从地球上探测这些危险的小行星有多困难。一种解决方案可能是向金星轨道发射一艘航天器。研究人员解释道：“然而，从金星轨道进行的观测，其位置背对太阳，可能会增强对这些天体的探测。”已有多个任务被提出，包括前往日地或日金L1或L2晕轨道的任务。

我们知道，有一些小行星有相当大的几率撞击地球。其中一些足够大，足以摧毁整个城市。即使是直径只有150米的相对较小的小行星，撞击地球的力量也相当于数亿吨TNT当量。这比第二次世界大战中投下的原子弹的威力要大数千倍。

作者们在结论中写道：“在这些小行星中，低偏心率的金星共轨小行星带来了独特的挑战，因为从地球上探测和跟踪这些天体存在困难。”

维拉·鲁宾天文台在其常规调查运行期间应该能够探测到许多小行星。然而，发现与金星共轨的潜在危险小行星可能需要特别的努力。

研究人员总结道：“尽管像鲁宾天文台这样的调查可能在未来不久能够探测到其中一些小行星，但我们认为，只有通过在金星附近开展的专门的空间任务，才有可能绘制并发现金星共轨小行星中所有仍然‘隐形’的潜在危险小行星（PHA）。”

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部