地球周围潜藏超过100万颗小行星,它们会对地球造成威胁吗?
我们的地球自从诞生以后,已经在太阳体系中稳定运行了46亿年之久,这个稳定的提法,是从地球的整体状态和运动规律而言的 。其实在这46亿的历程中,地球也经受了来自地外天体的无数次威胁,比如与月球起源说中的忒伊亚行星相撞分离出月球、6500万年前与造成恐龙灭绝的巨大小行星相撞 。从目前的监测数据来看,地球周围拥有超过众多小行星,它们在太阳引力作用下,在像其它行星一样围绕太阳公转的同时,仍然不可避免地会受各方原因影响偏离原有轨道,那么这样的状况会对地球产生威胁吗?
太阳系中小行星的主要来源在太阳系中,除了绝对的核心太阳以及八大行星、围绕行星运行的卫星、星际气体和尘埃物质以外,还有一类数量众多的天体,那就是小行星,它们一般直径不超过100公里,绝大多数都是微小的岩石碎块 。太阳系内这些小行星的分布呈现明显的区域性聚集特征,从来源上看,主要包括以下几个部分:
第一个是木星和火星之间的小行星带 。从目前监测的情况看,我们已知的小行星轨道处于这一区域的占比,达到90%以上 。小行星带的轨道宽度大约在1.5个天文单位,数量至少在50万颗以上,截至目前发现的该区域最大的小行星为谷神星,直径为1000公里左右 。这些小行星从组成来看,以碳质结构为主,另外还包括硅酸盐、铁镍金属等 。关于这些小行星的来源,现在的主流说法是行星的“半成品”假说,认为它们与太阳系的其它行星是同时起步的,只不过这一区域之外的木星具有先天优势,在聚积大量周围物质以及吸收被太阳风吹过来的星际物质之后,质量逐步状大,从而使周围区域的天体,特别是火星与木星之间的区域会发生轨道共振,从而使物质的相对速度提升,增强了相互撞击的几率和强度,使行星物质聚合变得越来越困难,最终只能以质量较小的小行星形式存在 。
第二个是柯伊伯带 。位于海王星轨道的外侧,宽度大约在20个天文单位左右,分布着起码数百万颗,截至目前冥王星是这一区域已知小行星中的最大天体,另外还有一些直径在上千公里的小行星存在 。除了岩质小行星之外,这里还存在着众多由冰晶物质构成的小型天体 。由于这里距离地球很远,它们反射太阳光线的能力相对来说非常微弱,我们通过天文望远镜也很难看清这些小型天体,截至目前也仅发现了直径在1千公里以上的1000多颗柯伊伯带天体 。至少柯伊伯带天体是如何形成的,目前科学界比较认可的说法是由于冥王星轨道的外移,以及木星和土星轨道共振,造成了外围天体轨道的混乱,使得原来依靠太阳风吹拂过来的残留物质聚合而成的天体,相互之间又发生比较剧烈的碰撞,变成了质量更小的众多固态小型天体,而又冰晶物质为主要构成的小天体,则逐步聚合形成彗星的星核,这里也成为了彗星的发源地 。
以上两个区域是太阳系中小行星的主要来源,其占比将达到99%以上,这些小行星成为能够对地球的安全造成潜在威胁的重要因素 。另外,还有极小一部分来自太阳系更外围的奥尔特云、太阳系外因引力扰动或者撞击流浪的小行星等,不过对地球的影响微乎其微 。
小行星“光顾”地球的驱动力如果不考虑小行星的话,太阳系现有“宏大”行星和卫星,都在引力和自身运转的综合作用下达到运行的平衡状态 。而小行星的总体运行趋势,其实和这些行星如出一辙,这些都要归功于太阳的强大引力,似乎呈现的是一种井井有条的面貌 。
但是,之所以这些小行星没有再进一步聚合为行星,除了在起步冲刺过程中自身的质量增长较慢这一劣势之外,受到其它行星的引力干扰是决定着其最终状态的主要因素,这种干扰既对小行星的形成起到主导作用,也对现在其运行状态也产生至关重要的影响 。比如小行星带仍然受到木星和火星轨道共振的影响,柯伊伯带内小行星依然会受到木星和土星轨道共振以及海王星轨道外移的综合影响,这就使得它们的运行有点“不由自主”,在某一区域、某一时段,将仍然会有一定的速度变化、轨道偏移的作用结果,致使相互之间发生撞击的几率一直存在 。
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