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翻譯：葛文迪

校對：牧夫校對組

編排：胡暖暖

后臺：朱宸宇

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

20年前，美國國會讓美國宇航局（NASA）找到90%對地球構成威脅的近地小行星。他們已經取得了一定進展，發現了這些圍繞太陽運行并接近地球1.3天文單位范圍內的小行星。然而，他們可能需要擴大搜索范圍，因為天文學家現在正在發現與金星共軌的小行星，這些小行星可能對地球構成威脅。

新的研究試圖了解可能與金星共軌的小行星數量，以及我們如何探測到它們。這些小行星可能隱藏在太陽的眩光中，阻礙我們發現它們。這取決于觀測窗口以及小行星亮度的變化。

太陽系中的大多數小行星位于火星和木星之間的小行星主帶中。然而，還有一些小行星與行星共軌，例如木星特洛伊小行星，它們形成了兩個群體：一個位于木星前方，一個位于木星后方。天文學家正在發現越來越多與金星共軌的小行星，這些小行星對地球構成了威脅。圖片來源：NASA/LPI

這項研究的標題是《隱形的威脅：評估尚未發現的金星共軌小行星的碰撞風險》，并已提交至《天文學與天體物理學》雜志。該研究的主要作者是巴西圣保羅大學的助理教授瓦列里奧·卡魯巴。

作者們寫道：“目前已知有20顆金星共軌小行星，共軌狀態使這些小行星免于接近金星，但并不能保護它們免于與地球相遇。”如果金星共軌小行星的“最小直徑約為140米，并且接近地球軌道0.05天文單位以內”，它們就被視為潛在危險小行星（PHA）。

問題是，這些小行星是否會對地球構成碰撞威脅？

作者們寫道：“我們旨在評估尚未被探測到的金星共軌小行星群體可能對地球構成的威脅，并研究它們從地球和空間天文臺的可探測性。”

在已知的20顆小行星中，只有一顆的軌道偏心率低于0.38。這合乎情理，因為軌道更寬的小行星會更接近地球，也更容易被探測到。因此，它的被探測很可能是由于觀測偏差的結果。不幸的是，這也意味著可能還有許多軌道偏心率較小的小行星，它們非常難以被探測到。

確定它們的危險性的一個問題是，共軌小行星的軌道是不可預測的。作者們解釋道：“金星的共軌小行星具有高度混沌性，其李雅普諾夫時間約為150年。”李雅普諾夫時間指的是由于混沌動態，一個天體的軌道變得不可預測所需的時間。

這意味著研究一個天體的單一軌道并不能告訴我們其軌道在大約150年后會如何演化。作者們寫道，對“克隆”小行星進行統計研究可以提供更清晰的畫面。

研究人員創建了一個具有不同軌道傾角的網格，并用26顆具有不同軌道特征的克隆小行星填充其中。然后，他們將這些克隆小行星與太陽系行星的軌道進行了36,000年的模擬積分，接著檢查是否有克隆小行星與地球發生近距離接觸。

作者們寫道：“對于軌道偏心率小于0.38、在低傾角下范圍更大的軌道，金星的共軌小行星可能對地球構成碰撞威脅。”

隨后，他們檢查了這些小行星是否能從地球上的維拉·魯賓天文臺被觀測到。他們發現，由于太陽的眩光，這些天體只能周期性地被觀測到。這些觀測窗口大多出現在這些天體接近離地球最近點時。

維拉·魯賓天文臺將于2025年7月啟用。一旦投入使用，它將釋放海量的數據和發現，并將發現更多潛在危險天體，包括與金星共軌的天體。圖片來源：魯賓天文臺/NSF/AURA

作者們寫道：“高度限制和太陽角距限制使我們的觀測只能在一年中的特定時期進行。”太陽角距是指從地球視角測量的這些小行星與太陽之間的夾角距離。

這項研究表明，從地球上探測這些危險的小行星有多困難。一種解決方案可能是向金星軌道發射一艘航天器。研究人員解釋道：“然而，從金星軌道進行的觀測，其位置背對太陽，可能會增強對這些天體的探測。”已有多個任務被提出，包括前往日地或日金L1或L2暈軌道的任務。

我們知道，有一些小行星有相當大的幾率撞擊地球。其中一些足夠大，足以摧毀整個城市。即使是直徑只有150米的相對較小的小行星，撞擊地球的力量也相當于數億噸TNT當量。這比第二次世界大戰中投下的原子彈的威力要大數千倍。

作者們在結論中寫道：“在這些小行星中，低偏心率的金星共軌小行星帶來了獨特的挑戰，因為從地球上探測和跟蹤這些天體存在困難。”

維拉·魯賓天文臺在其常規調查運行期間應該能夠探測到許多小行星。然而，發現與金星共軌的潛在危險小行星可能需要特別的努力。

研究人員總結道：“盡管像魯賓天文臺這樣的調查可能在未來不久能夠探測到其中一些小行星，但我們認為，只有通過在金星附近開展的專門的空間任務，才有可能繪制并發現金星共軌小行星中所有仍然‘隱形’的潛在危險小行星（PHA）。”

責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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從空間站上觀測到的星鏈衛星群。圖片來源：Donald Pettit

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