日前，一颗名为2024PT5的近地小行星被地球引力临时“捕获”，从今年9月29日至11月25日绕地球飞行，在这一时段内，它成为地球又一颗类似月亮的“小卫星”。“地卫二”限时体验卡能持续多久？如何防止“第二颗月亮”撞到地球？
月球是地球唯一的天然卫星。从古至今，人类对月亮充满了无限遐想，它广泛出现于各种诗歌、文学作品和科幻小说中。最近，地球短暂拥有了“第二个月亮”。这并非是科幻小说中的情节，而是真实发生的天文现象。
▲地球的第二个月亮，图片来源：https://graciaylynnell.pages.dev/
这“第二个月亮”实际上是一颗名为2024 PT5的近地小行星。它在2024年8月被由NASA资助的南非“小行星撞击预警系统”（ATLAS）首次观测到，其直径大约为11米。这颗小行星来自阿周那（Arjuna）型小行星带，其名称来源于古印度史诗《摩诃婆罗多》中的英雄阿周那。其中的小行星绕太阳运行，它们的轨道与地球非常相似，与太阳的平均距离约为1.5亿公里，有机会成为地球的临时卫星。
▲巴厘一条街道的阿周那像，图片来源：wikipedia
2024 PT5绕太阳运转的轨道半长轴为1.012个天文单位（一个天文单位是地球到太阳的距离），偏心率为0.0210，轨道周期为1.02年，与地球轨道十分相近。这次当它接近地球时，便被地球的引力捕获，以一种相对地球的马蹄形轨道绕行大约两个月的时间，成为地球限时上岗的“第二个月亮”。在2024年9月29日至11月25日期间，这颗小行星会作为一颗“迷你月亮”陪伴在地球身边。之后，它将摆脱地球的引力束缚，继续绕太阳转动。有点遗憾的是，这个新“月亮”并不亮。由于这颗小行星比月亮离地球更远，且体积太小，我们无法用肉眼或者普通双筒望远镜看到它，想观测它需要使用专业望远镜。
▲2024 PT5的轨迹动画，其中紫色、黄色和蓝色分别代表2024 PT5、月球和地球（图片来源：Wikipedia）
▲2024 PT5的轨道，（图片来源：How Long Will The 2024 Pt5 Orbit Earth - Gale Lucine）
▲2024 PT5的轨道，（图片来源：When Will Asteroid 2024 Pt5 Be Captured - Loren Lorene）
事实上，小行星被地球俘获的事件并不罕见。当这些小行星与地球轨道发生交会时，它们就可能被地球引力抓住，成为地球的迷你卫星。但是，大多数的俘获只是短暂事件（持续几天或数周），这些小行星不会绕地球转一整圈，中途就会飞离地球。像2024 PT5这种的则相对罕见，能算得上“小月亮”的需要充当卫星的时间更长（通常超过一个月），而且得比较完整地绕着地球转一圈。小行星的轨道能量影响它与地球之间的相对位置关系。小行星2024 PT5的轨道能量使它在一定条件下，比如速度相对较慢、接近角度也适当时，可以被地球引力暂时捕获；但在其他条件下也可以相对轻松地摆脱这种束缚状态，继续它在太阳系中的旅程。在2024 PT5之前，也有其它的小行星成为“迷你月亮”，比如小行星2006 RH120和2020 CD3，后者可能绕地球转了两年多。
▲接近地球的小行星（图片来源：https://tech.hindustantimes.com/）
有趣的是，一些小行星会周期性地到访地球。这次的2024 PT5可能会在2055年“回访”地球。这种周期性源于小行星的轨道周期与地球的轨道周期之间的相对情况。当2024 PT5与地球再次接近时，它可能又一次被地球引力捕获并成为“小月亮”。
“第二个月亮”的发现对天文学来说具有重要的科学意义。它们提供了研究小行星和太阳系天体动力学的珍贵机会。之后如果有合适的时机，人类还可以发射探测器在这些离我们不远的小卫星上面着陆，开展采样等研究活动，扩展我们关于天体组分和形成的知识。
▲宇宙中的小行星（图片来源：NASA）
但这些临时卫星的出现也提醒我们，小行星的威胁是真实存在的，地球并非绝对安全的人类摇篮。科学家们已经在思考如何应对未来可能的小行星撞击。首先应该建设专门对小行星进行观测、监视、预警的天文机构，比如这次发现2024 PT5的“小行星撞击预警系统”（ATLAS）。在发现有潜在风险的小行星后，可以改变其轨道或直接将其摧毁。2022年9月，NASA的DART任务就通过航天器撞击改变了一颗直径160米的小行星的轨道。这为行星防御提供了一种可行的技术手段，即动能撞击；同时表明人类对这类自然灾害的发生不再完全束手无策。还可以引导一颗小行星去撞击另一颗，从而实现更好的变轨效果。一种更粗暴的办法是使用核武器在小行星表面或附近引爆，以偏转小行星轨道或直接摧毁小行星。引力牵引也是一种潜在可行的方式：可以发射一个飞行器，使其绕着小行星运转，利用万有引力的效应改变小行星的轨道。可以说，行星防御是一项属于人类全体的事业，影响着地球上的每一个人。
▲小行星撞击，图片来源：https://animalia-life.club/qa/pictures/asteroid-impact-sight
来源：墨子沙龙
编辑：姬子隰
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