克魯斯娜

克魯斯娜是澳大利亞天文學家在1986年10月發現的一顆距離地球非常近的小行星。它的直徑只有5千米左右,距離地球最近時只有1500萬千米,大約是地月距離的40倍。

它的發現

1986年10月,澳大利亞天文學家在尋找近地小行星時,發現了克魯斯娜(Cruithne),一顆距離地球非常近的小行星。它的直徑只有5千米左右,距離地球最近時只有1500萬千米,大約是地月距離的40倍。

巧合之處

小行星一般位於火星和木星的軌道之間,那裡是小行星的家園,有千萬顆小行星以接近圓形的軌道圍繞太陽旋轉。可是克魯斯娜這顆小行星卻跑出了它的家園,進入了火星軌道之內。而且它的軌道根本不是圓形的,它以很扁的橢圓軌道圍繞太陽旋轉。它距離太陽最近時,只比水星與太陽之間的距離略大一些。離太陽最遠時,比火星到太陽的距離稍小一點。因此,這顆小行星活動的範圍橫跨了地球和金星的軌道!
這顆小行星與地球有非常巧合之處,它圍繞太陽旋轉一周的時間是364.019天,與地球圍繞太陽一周的時間(365.243天)基本一致,也就是地球繞太陽轉一圈,它基本上也剛好圍繞太陽轉一圈。這個巧合製造出了神奇

的現象。
如果我們站在地球上觀察克魯斯娜,我們就會看到它時而在地球軌道的外側運動,時而又跑到地球軌道的內側;時而快速奔跑,時而緩慢運行,它到地球的距離不斷變化,有時靠近,有時疏遠。從地球極點上看,克魯斯娜在沿著馬蹄鐵形狀的路線圍著自己旋轉。不論它的運動軌跡有多複雜,最終它和地球繞太陽轉一圈的時間都是一年。作為地球上的人類,我們會很欣喜地看到地球又多了一顆衛星,我們又多了一個月亮,只是這個月亮太小,沒法被我們的肉眼看到,只能在望遠鏡中一睹它的風采。

一些疑點

問題1

我們知道克魯斯娜肯定是小行星,因為它正以橢圓軌道圍繞太陽旋轉。但是根據上面的描述,克魯斯娜還以馬蹄鐵形軌道圍繞地球旋轉,那么它也是地球的衛星了?根據有關衛星的一般定義:衛星是圍繞行星旋轉的天體。許多科學家認為,克魯斯娜應該也是衛星,只是它不是一顆平凡的衛星,運行軌道竟然是馬蹄鐵形狀,而且它具有小行星和小衛星的雙重身份。

問題1的解答

實際上,克魯斯娜既沒有圍繞地球轉,地球也沒有圍繞克魯斯娜轉,那是它們圍繞太陽旋轉時的相互關係。只是在地球上的我們一廂情願地認為,克魯斯娜是我們的小衛星。若一顆塵埃顆粒看起來圍繞地球旋轉,這顆塵埃顆粒也是地球的衛星嗎?科學家認為這樣的思路是錯誤的。許多科學家認為,克魯斯娜不能算是真正的衛星,因為它雖然現在圍繞著地球旋轉,但可能不會長久圍繞地球旋轉,它最終將有可能遠離地球而去。因此它還不能說是地球的衛星,但它有可能會完全被地球俘獲,不再直接圍繞太陽旋轉,從而變成地球真正的衛星。

問題2

這些小天體為什麼能夠在圍繞太陽旋轉時,“不務正業”地橫跨幾顆行星的軌道,卻不會被周圍運轉的行星引力干擾呢?這些小天體又為何能夠穩定地以奇怪的軌道形狀圍繞行星旋轉?

問題2的解答

18世紀的著名數學家拉格朗日通過計算發現,在雙星系統、行星和太陽、衛星和行星 (或任何因重力牽引而相互繞行的兩個天體) 的軌道面上,一共存在5個穩定的點,它們被稱為拉格朗日點。若外來的第三個天體處在這些點附近時,天體系統就會比較穩定。地球圍繞太陽旋轉的軌道面上,同樣存在5個這樣的穩定的點,上述所說的克魯斯娜圍繞地球的馬蹄形軌道平面就包圍了3個這種拉格朗日點,因此它能夠相對穩定地與地球保持這種特殊的關係。科學家預計,克魯斯娜與地球的這種特殊的關係將至少持續5000多年之久。也就是說,這個客串小月亮還將環繞地球運轉5000多年。

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