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守法公民第二十九章:天火1


  
地球之外的柯伊伯带,位于太阳系的海王星轨道(距离太阳约30天文单位)外侧,在黄道面附近的天体密集圆盘状区域,柯伊伯带类似于小行星带,但范围大得多,它比小行星带宽20倍且重20至200倍。
柯伊伯带向来是两种不同族群的综合体,第一类是"dynamically  cold"的族群,比较像行星:轨道接近圆形,轨道离心率小于0.1,相对于黄道的倾角低于10度。第二类是"dynamically  hot"的族群,轨道有较大的倾斜(可以达到30度)。这两类会有这样的名称主要并不是因为温度上的差异,而是以微小的气体做比喻,当它们变热时,会增加它们的相对速度,这两种族群不仅是轨道不同,组成也不同,冷的族群在颜色比热的红,暗示它们在不同的环境形成。热的族群相信是在靠近木星的地区形成,然后被气体巨星抛出。而另一方面,冷的族群虽然也可能是海王星在向外迁徙时清扫出来的,但无论是较近或较远,相信是在比较靠近目前所在的位置形成的。
当一个天体的轨道周期与海王星有明确的比率时(这种情况称为平均运动共振),如果它们的相对基线是适当的,它们可能被锁定在与海王星同步的运动,以避免受到摄动而使轨道变得不稳定。如果天体在这种正确的轨道上,如海王星每绕太阳三周它便会绕行二周,则每当它回到原来的位置时,海王星总比它多运行了半条轨道的距离,因为这时海王星在轨道上绕行了1.5圈。这就是所谓的2:3(3:2)的轨道共振,这种轨道特征的半长轴大约是39.4天文单位,而已知的2:3共振天体,包括冥王星和他的卫星在内,已经超过200个。而这个家族的成员统统归类为冥族小天体。许多冥族小天体,包括冥王星,都会穿越过海王星的轨道,但因为共振的缘故,永远不会与海王星碰撞,  其有一些,已经大到可以列入类冥天体的等级。冥族小天体有高的轨道离心率,因此它们当初原本应该不是在现在的位置上,而是因为海王星的轨道迁徙被转换到这儿的,1:2共振(每当海王星转一圈,它才完成半圈)的轨道半长轴相当于47.7天文单位,但数量稀稀落落的这个族群有时会被称为twotino。较小的共振族群还有3:4、3:5、4:7和2:5海王星也有特洛伊小行星,它们位于轨道前方和后方的L4和L5的重力稳定点上。海王星特洛伊有时被称为与海王星1:1共振。海王星特洛伊在它们的轨道上是稳定的,但与被海王星捕获有所不同,它们被认为是沿着轨道上形成的。
柯伊伯带大约从30天文单位伸展到55天文单位,从39.5天文单位的2:3共振区域延展到48天文单位的1:2共振区域。柯伊伯带非常的薄,主要集中在黄道平面上下10度的范围内,但还是有许多天体散布在更宽广数倍的空间内,而且,这意味着柯伊伯带对黄道平面有1.86度的倾斜,由于存在着轨道共振,海王星对柯伊伯带的结构产生了重大的作用。在与太阳系年龄比较的时标上,海王星的引力使在某些轨道上的天体不稳定,不是将她们送入内太阳系内,就是逐入离散盘或星际空间内。这在柯伊伯带内制造出一些与小行星带内的柯克伍德空隙相似的空白区域,例如,在40至42天文单位的距离上,没有天体能稳定的存在于这个区间内。无论何时,在这个区间内被观测到的天体,都是最近才进入并且会被移出到其他的空间。
此时,许杰的莫里号正缓缓靠近这片空白区域,随行的自然是徐锋徐爽。莫里号变换了梵塔伪装,外形就象一颗狭长形不规则陨石,轰然闯入了柯伊伯带。在人工引力下,小质量陨石不断向莫里号靠近,并随同莫里号的轨道运行。
这就是莫里号将要执行的天火行动:利用小当量陨石冲击,破坏德堡地面建筑,同时摧毁部分美丽国卫星。当然,附加损害是无法完全避免的,夲国的卫星也会有少量损失。
在地球的黑夜,普通人是看不到这些的,他们依旧沿着习惯已久的生活轨迹忙忙碌碌。
东京大学阿塔卡马天文台位于智利的阿塔卡马沙漠。  海拔5640米(18500英尺),是世界上最高的天文台。
耶基斯天文台,位于美丽国威廉斯湾,威斯康辛州,在海拔1050英尺(334米)。
南极望远镜(SPT),直径10米,位于南极洲斯科特南极站。
地球时间,龙国农历的10月21日,正是西方国家的感恩节。这一天的前一晚,位于不同地点的东京天文台、耶基斯天文台和南极站望远镜,不约而同的观测到了一个突兀闯入柯伊伯带的神秘天体。这个神秘天体体积约2公里,呈狭长形,正在进入海王星近地点切面轨道,速度还在加快。
根据轨道计算,这颗小天体要么会被海王星捕获,在其引力下坠向海王星。要么掠过海王星最近点,在其引力加速抛射作用下,以一个椭圆形轨道飞经地球附近,再进入茫茫太空。
恰好,各大天文台观测计算到今年有金牛座北流星雨和狮子座流星雨将分别于夲月18日和27日迎来极大。虽然流量都不大,但如果运气好,喜欢流星雨的天文爱好者将有机会看到明亮的火流星划过夜空的画面。
但世界各地的天文台却异常紧张,同时盯上了这颗小天体,并把它命名为"奥陌陌二号"!
于是,在媒体的大肆报道下,世界各地的天文爱好者再次重温回顾了奥陌陌一号。
2017年10月19日,当泛星巡天望远镜发现奥陌陌一号时,它距离地球0.2个天文单位,大约3000万公里。一开始,科学家们认为这是颗彗星。
10月25日,位于智利的甚大望远镜拍摄照片显示,奥陌陌并不具备“彗发”,因此认为其并非主体由冰块构成的彗星,而是由岩石构成的小行星。这意味着,奥陌陌诞生于母星系的冰线之内。
11月6日,国际天文联合会将该小天体命名为1I/ʻOumuamua。I是专为它新设的星体编号,意为星际天体(Interstellar  object)。中文音译则为奥陌陌,意为来自远方的信使。
奥陌陌呈现为雪茄状,大约长400米,宽40米,颜色偏红,具有固态表面,但是不能区分或岩石或金属构成。它以每秒26公里左右的速度从天琴座方向冲进太阳系,近乎与黄道面垂直。且速度远超太阳系内的小天体。
按照原有的观测和计算结果,此天体在9月9日达到了近日点,在以大约每秒40公里的速度离开太阳系。在11月1日,经过了火星轨道上空。在此之后,因为太暗的缘故,即使使用地球上最大口径的望远镜,也很难再观测到了。
在只受引力的影响时,小行星会严格遵循由引力计算出的轨迹运行。但观测到的数据表明,直到新年的1月2日,奥陌陌的位置与计算出的轨道存在4万公里的偏差。因此需要加入一个非引力加速度来解释其运行轨迹。根据万有引力定律,行星想要在一个轨道上绕着恒星运动,那么,行星的速度必须要符合相应的轨道速度,如果太快或者太慢,轨道将会发生变化,偏心率会变高。而如果行星的速度超过了所处位置的逃逸速度,那么,行星将不受恒星引力的速度,它最终会离开轨道,飞入星际空间中。
行星越靠近恒星,所受的引力作用越强,对应的逃逸速度越高。例如,水星轨道上的逃逸速度为67.7公里/秒,而地球的为42.1公里/秒(由于从地球上出发的物体借助了地球的公转速度,逃逸速度只需16.7公里/秒),海王星的仅为7.7公里/秒。奥陌陌在经过近日时的速度达到了最高值——87.71公里/秒。此时,奥陌陌距离太阳约为0.255天文单位,这个距离对应的太阳系逃逸速度为83.4公里/秒,所以奥陌陌的速度足以摆脱太阳引力的束缚。奥陌陌距离太阳1天文单位时,它的速度为49.7公里/秒,仍然大于对应的逃逸速度。
奥陌陌从飞入太阳系那一刻起,它就注定要在太阳系中拐一个大弯,并最终飞离太阳系。这是因为它的速度太快,使其在一条开放的双曲线轨道上运动,不可能回头。
科学家计算出奥陌陌的非引力加速度在已知的彗星里也显得突出,即便其没有被观测到类似彗星喷射物质的特征。
按照计算,现在的奥陌陌应正处在木星与土星之间,4年后就将越过海王星轨道,一去不返。
据推测,奥陌陌可能来自太阳系附近的一个恒星团,距离地球大约163至277光年。在某个年轻恒星的原行星盘中形成,并在4000万年前被一颗行星抛出,弹射速度大约为1至2千米/秒。在分析了欧洲航天局(ESA)盖亚任务的恒星数据之后,天文学家推测这片区域位于船底座-天鸽座星协(比星团更为稀疏的恒星群),可能是杜鹃座-时钟座星协中的大规模恒星形成活动的一部分。
据多个望远镜对奥陌陌的轨道测量,发现它受到来自太阳、行星与气体和尘埃释出导致的作用力,因此属于彗星成分,也有天体物理学家如亚伯拉罕·勒布相信,奥陌陌是利用光帆推进的外星飞船。
哈佛大学天文系系主任、Frank  B.  Baird  Jr.讲席教授Avi  Loeb和他的博士后Shmuel  Bialy发表的一篇论文提出,它有可能是“一艘人工制造的光帆飞行器”。也有科学家对这种假设表示反对,并提出其非引力加速度是由物质喷射产生。
英国《自然·天文学》杂治指出,“星际访客”奥陌陌是一个行星天体的碎块,这个行星天体可能因为靠着寄主星太近,被寄主星的潮汐力撕裂。这一发现或能解释奥陌陌的一些独有特性,包括其不寻常的扁长外形,缺乏雾状的彗发,以及在飞掠太阳时所受到的非引力。因此,奥陌陌的出现,不仅带来了原生星系的蛛丝马迹,也让人类对它穿行过的星际环境有了更多认知。
而现在,奥陌陌二号的发现,更引起了天文界的轰动。


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