新的星際高速公路科普知識
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科技日報(bào)北京12月15日電(記者馮衛(wèi)東)據(jù)《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的一篇論文,天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一條貫穿太陽系的新的“星際高速公路”,它可以在未來加快航天器從地球到太陽系遙遠(yuǎn)部分的旅行時(shí)間,并監(jiān)測和了解可能與地球碰撞的近地物體。
美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員研究了太陽系中各種天體的軌道,并計(jì)算出它們?nèi)绾蜗嗷ヅ浜虾拖嗷プ饔�。新發(fā)現(xiàn)的星際高速公路使彗星和小行星在太空中的傳輸速度比以前想象的要快得多,在不到十年的時(shí)間內(nèi)就可從木星旅行到海王星。
為了發(fā)現(xiàn)這些天體高速公路,研究團(tuán)隊(duì)研究了空間流形——從太陽系邊緣延伸出來的隱藏拱門的連接。要了解這些拱門如何相互連接,研究人員必須檢查數(shù)百萬個(gè)天體的軌道,其中包括彗星、月亮和行星。
研究人員觀察了從火星和木星之間的小行星帶開始的天體之間的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)在神秘的空間流形內(nèi)部形成了一系列相連的拱門。研究揭示了一個(gè)過去未曾發(fā)現(xiàn)的明顯由多個(gè)小行星帶延伸至天王星的弓形連接的流形裝飾結(jié)構(gòu)。
其中最顯著的拱形結(jié)構(gòu),與木星及其作用在受其影響的天體上的強(qiáng)大引力有關(guān)。木星族彗星以及被稱為半人馬座的小型太陽系天體的數(shù)量受到空間流形的空前控制。其中一些天體最終將與木星相撞或從太陽系中彈出,有一天會到達(dá)遙遠(yuǎn)的'恒星系統(tǒng)。
研究發(fā)現(xiàn),這些流形上的軌道在快速的時(shí)間尺度上遇到木星,在那里它們可以轉(zhuǎn)換成碰撞或逃逸的軌跡,并在短短十年內(nèi)達(dá)到海王星。所有行星都產(chǎn)生類似的流形,這些流形滲透到太陽系中,從而實(shí)現(xiàn)了真正的天體高速公路的快速運(yùn)輸。
研究人員表示,木星可在十年時(shí)間尺度上引起大規(guī)模的運(yùn)輸不足為奇。這在以前專門為木星輔助運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的太空任務(wù)中已經(jīng)看到過,如兩次“航海家”任務(wù)的飛越就是最好的例子。重力助力器可以通過空間流形實(shí)現(xiàn),這也是天文學(xué)家眾所周知的。但空間流形對自然天體的廣泛影響在很大程度上被低估且未被開發(fā)。
研究人員稱,需要對結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步研究,以了解航天器如何更好地利用新的星際高速公路。研究團(tuán)隊(duì)還希望確定這些流形在地球附近的表現(xiàn),以了解如何控制小行星和隕石與地球的碰撞。
如果你要在宇宙中航行,就一定要考慮引力。宇宙空間并不是一張平滑的紙,它有褶皺,還藏著“加速器”和“捷徑”。此前,美國航空航天局曾設(shè)計(jì)出一條在太陽系行星之間飛行的路線圖,按照這條看起來蜿蜒曲折的路線旅行,可以大幅減少所需能源。那么,怎樣可以減少時(shí)間呢?這就需要借助一條條高速通道。它們是一種存在于宇宙中的無形結(jié)構(gòu),需要計(jì)算和觀測才能發(fā)現(xiàn)它們存在的線索。了解物體在宇宙中如何運(yùn)動,人類要學(xué)習(xí)的還有很多。
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