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科技日报北京12月15日电(记者冯卫东)据《科学进展》上发表的一篇论文,天文学家已经发现了一条贯穿太阳系的新的“星际高速公路”,它可以在未来加快航天器从地球到太阳系遥远部分的旅行时间,并监测和了解可能与地球碰撞的近地物体。
美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员研究了太阳系中各种天体的轨道,并计算出它们如何相互配合和相互作用。新发现的星际高速公路使彗星和小行星在太空中的传输速度比以前想象的要快得多,在不到十年的时间内就可从木星旅行到海王星。
为了发现这些天体高速公路,研究团队研究了空间流形——从太阳系边缘延伸出来的隐藏拱门的连接。要了解这些拱门如何相互连接,研究人员必须检查数百万个天体的轨道,其中包括彗星、月亮和行星。
研究人员观察了从火星和木星之间的小行星带开始的天体之间的结构,这些结构在神秘的空间流形内部形成了一系列相连的拱门。研究揭示了一个过去未曾发现的明显由多个小行星带延伸至天王星的弓形连接的流形装饰结构。
其中最显著的拱形结构,与木星及其作用在受其影响的天体上的强大引力有关。木星族彗星以及被称为半人马座的小型太阳系天体的数量受到空间流形的空前控制。其中一些天体最终将与木星相撞或从太阳系中弹出,有一天会到达遥远的恒星系统。
研究发现,这些流形上的轨道在快速的时间尺度上遇到木星,在那里它们可以转换成碰撞或逃逸的'轨迹,并在短短十年内达到海王星。所有行星都产生类似的流形,这些流形渗透到太阳系中,从而实现了真正的天体高速公路的快速运输。
研究人员表示,木星可在十年时间尺度上引起大规模的运输不足为奇。这在以前专门为木星辅助运输而设计的太空任务中已经看到过,如两次“航海家”任务的飞越就是最好的例子。重力助力器可以通过空间流形实现,这也是天文学家众所周知的。但空间流形对自然天体的广泛影响在很大程度上被低估且未被开发。
研究人员称,需要对结果进行进一步研究,以了解航天器如何更好地利用新的星际高速公路。研究团队还希望确定这些流形在地球附近的表现,以了解如何控制小行星和陨石与地球的碰撞。
如果你要在宇宙中航行,就一定要考虑引力。宇宙空间并不是一张平滑的纸,它有褶皱,还藏着“加速器”和“捷径”。此前,美国航空航天局曾设计出一条在太阳系行星之间飞行的路线图,按照这条看起来蜿蜒曲折的路线旅行,可以大幅减少所需能源。那么,怎样可以减少时间呢?这就需要借助一条条高速通道。它们是一种存在于宇宙中的无形结构,需要计算和观测才能发现它们存在的线索。了解物体在宇宙中如何运动,人类要学习的还有很多。
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