几十年来,地球轨道上是否存在奇怪的太空云一直是人们的猜测和争议,但新的研究最终希望证实它们奇怪的现实。
这科德列夫斯基云– 两群神秘的尘埃被困在地球和地球相互竞争的引力场之间– 早在 20 世纪 50 年代就首次提出假设,尽管它们存在的证据微弱。
现在,匈牙利罗兰大学的研究人员进行的一项新研究有助于证明这些不寻常的、始终存在于天空中的卫星。
“科尔德莱夫斯基云是最难发现的两个天体,尽管它们像月球一样离地球很近,但[它们]在很大程度上被天文学研究人员忽视了,”该研究的第一作者、天文学家 Judit Slíz-Balogh 说。
“确认我们的星球在我们的月球邻居旁边的轨道上有布满尘埃的伪卫星是很有趣的。”
L5 点,Kordylewski 云的中心区域以亮红色像素可见(J. Slíz-Balogh)
人们对科尔德莱夫斯基云的猜测已经有几十年了,但支撑其存在的科学可以追溯到更早的时候。
在太空中,科尔德莱夫斯基云占据的位置称为拉格朗日点– 小物体被两个较大天体施加的力之间的引力联系卡住的位置。
拉格朗日点是第一次发现在 18 世纪,任何适用的系统中都有五个这样的共轨道点,例如日地系统、地月系统等等。
就地月系统而言,这五个点中的两个 – L4 和 L5,有时称为特洛伊木马点– 与地球和月球形成等边三角形。
从理论上讲,如果没有更大天体(例如本例中的太阳)或其他不稳定力(例如太阳风)最终将他们诱到公开场合。
1961年,波兰天文学家卡齐米日·科尔德莱夫斯基(Kazimierz Kordylewski)成为第一位声称照片证据尽管近 400,000 公里(约 250,000 英里)外的尘埃极其微弱,使得这种观察结果难以证实,但这种尘埃堆积现象的研究却很困难。
夜空中 Kordylewski 云的艺术想象图 (G. Horváth)
尽管如此,这正是 Slíz-Balogh 团队在新研究中要做的事情。
在这项由两部分组成的研究的第一篇论文中,研究人员对科尔德莱夫斯基云 (KDC) 的形成方式进行了建模,通过近 200 万次粒子模拟证实,大片行星际尘埃将在逃逸几天之前被困在 L5,即使只是暂时的稍后,取决于轨道配置。
“根据我们的计算机模拟,KDC 具有连续变化、脉冲和旋转的形状,此外,由于颗粒的偶然进入及其附带速度矢量,灰尘颗粒被捕获的概率是随机的,”他们写。
“因此,KDC 的结构和颗粒密度并不是恒定的。”
在研究的第二部分中,研究人员尝试亲自拍摄这一现象。
经过几个月的坚持——等待匈牙利一个足够无云无月的夜晚——该团队使用一种称为顺序成像的技术捕获了 L5 处科尔德莱夫斯基云的证据旋光测定法来检测粒子的极度微弱。
“由于尘埃云受到阳光直射照射,因此可以使用适当的辐射敏感探测器从地球表面观察和拍摄尘埃颗粒散射的微弱光,”作者解释说。
“我们的结论是,我们第一次观测并记录了地球和月球拉格朗日点 L5 周围的 KDC。”
就目前而言,在 L4 发生相同堆积的照片证据仍然只能被视为假设,但新的研究有力地证明了 Kordylewski 在大约 60 年前就得到了正确的结果。
从长远来看,这里旋转的不仅仅是行星际粒子。
同样的方式自然轨道卫星聚集在L4和L5点,有一个航天器开发的历史同样的现象,使用拉格朗日点作为探测器和太空望远镜等物体的稳定区。
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