地球或同时拥有6颗“小月球”——它们从何而来？

“令人难以置信的是，现代望远镜查观测技术竟能在数百万公里之外探测到如此微小的天体。”

“迷你月球”可能是这样一个天体：至少一段时间被地球的引力捕获，绕地球运行至少一圈，并且在它运行轨道上的某个时刻距离地球不超过地月距离的四倍。

（图源： Nazarii Neshcherenskyi/iStock/Getty Images）

新的研究表明，可能在任意时刻都有六个左右的月球碎片短暂的绕地球运行，随后又离开绕太阳公转。不过，这些迷你月球由于质量太小和运行速度太快，因此极难被探测到。

当天体与月球相撞时，会扬起大量碎片，其中一部分成功逃逸进入太空。虽然偶尔会有较大的碎块，但大多数碎片移动迅速，直径不足2米约（6.5英尺）。这些月球物质中的大部分最终会进入太阳的轨道，因为太阳的引力更强。不过，研究人员在发表于《伊卡洛斯》的期刊的研究中解释说，其中一些碎片可能会被地球引力暂时捕获，短暂绕地球运行一圈后，再次回到绕太阳运转的轨道上。

“这有点像一场方块舞，舞伴会不断更换，有时会暂时离开舞池，”夏威夷大学的研究员罗伯特杰迪克，该研究的第一作者在给Space的一封邮件里说到。

一块月球碎片

尽管国际天文学联合会（IAU）尚未给出官方定义，但先前的研究指出，“迷你月球”可以被视为一种被地球引力短暂的捕获，至少绕地球运行一圈，且在其轨道的某些时刻距离地球不超过地月距离四倍的天体。

“迷你月球”可能来自太阳系的任何地方，但2018年的一项研究指出，它们中的大多数来自火星和木星之间的小行星带区域。最近发现一些来自月球的“迷你月球”，却让这一结论受到质疑。

在2016年，在夏威夷的Pan-STARRS1小行星巡天望远镜发现到了一个宽约40-100米（约131-328英尺）的近地天体，被命名为Kamo'oalewa（编号469219 Kamo'oalewa），与地球同步绕太阳运行。后续的研究表明，Kamo'oalewa实际是一块月球碎片，大约在100万至1000万年前因一次撞击事件被抛出——那场撞击形成了焦尔达诺布鲁诺陨石坑。

在今年早些时候，天文学家宣布 又出现了第二个暂时性地球卫星其起源似乎来自月球。这颗天体于去年被发现——被命名为2024PT5——其特征更像月球碎片而不是小行星。

这两个天体的发现表明月球可能正在孕育属于自己的微型卫星。因此，杰迪克和他的同事决定计算月球可能存在多少颗“迷你月球”。通过模拟月球抛射碎片的运动规律，他们发现，许多被抛到太空中的碎片可能至少会被地球暂时捕获，其中的五分之一有可能成为迷你月球。

地球两颗月球的示意图，其中一颗为“迷你月球”。（图源：Grebenkov via Wikimedia Commons）

新的研究结果推测，地球在任一时刻大约有6.5颗源自月球的卫星环绕运行。这些天体并非固定存在，如果你今天数一遍，再过一年再数，其中的一些已经被新的替代。杰迪克解释说，典型的迷你月球平均绕地球运行约九个月，而这些迷你月球会不断从沿地球轨道运行的物质中得到补充。

不过，当谈到要精确确定迷你月球的数量时，杰迪克提醒说，其中的不确定“巨大无比——相差可能达好几个数量级。”造成这种不确定性的原因有很多，包括撞击形成陨石坑的大小、以及被抛射物质的尺寸和速度分布等众多未知因素。

“如果真的有那么多暂时被地球引力束缚的天体，望远镜巡天项目可能早就会探测到更多了，”杰迪克说。“所以这个理论预测几乎肯定是错的——这就是科学。”

因为科学试建立在新信息上的，更多月亮的迷你月球的发现以及对它们尺寸分布的更深入了解，将有助于完善这一预测、并为陨石坑形成过程提供新见解。

小天体，大挑战

由于体积微小，这些暂时性的小月球很难被观测到，问题与它们的尺寸和速度有关。大多数碎片直径约1-2米（3-7英尺），即使最先进的设备也难以捕捉到它们。杰迪克将其比喻为一辆汽车或SUV的大小。

“探测这个尺寸范围的天体，就意味着它们必须足够接近，这样亮度才够高，但如果它们靠得太近，又会在在天空中移动得非常快，”杰迪克说。“令人惊叹的是，现代巡天望远镜竟能探测到数百万公里以外如此微小的天体。”

在大规模的天空巡天项目中，计算机通常负责识别天体的运动。当迷你月球靠得足够近，可以被观测到时，它们的高速运动可能会留下拖尾轨迹，而并不是点状影像。“这种拖尾轨迹很难被计算机的算法识别。”杰迪克说。

但并非毫无希望。新研究表明，2020 CD3这颗迷你月球在进入观测范围的约1000个夜晚中，只有两晚被Catalina天空巡天项目成功观测到，这次成功的探测对未来的观测来说是个好兆头。一旦这些天体被识别出来后，后续的追踪就会容易的多，因为天文学家知道何时、何地去寻找到这些迷你月球。

杰迪克表示，这些短暂来访的迷你月球也可能具有引人注目的商业前景，因为探访它们所需要的燃料最少。相比飞往小行星带开采水、矿物或者其他具有商业价值的元素，企业或许可以想办法在这些天体短暂绕地球飞行时将其捕获，从而实现低成本的太空资源利用。

对于科学的角度来看，迷你月球及其同类“可能有助于揭示太阳系的形成过程及其持续演化，”杰迪克说。理解月球碎片在撞击事件中如何被抛射出去的，有助于帮助研究者更好理解和估算小行星撞击地球时可能造成的破坏程度。

BY:Nola Taylor Tillman

FY:casyo8

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