利用小天體碰撞產生的塵云對行星際磁場的擾動來揭示這些小天體的存在

近地小天體，指的是任何近日點小于等于1.3AU(一個天文單位，約為1.496億千米)的小天體，包括小行星、彗星和流星體等。

近地小天體是太陽系形成初期的物質殘余，記錄了太陽系形成和演化的過程;它們中的部分含有地球上稀缺的礦產資源，具有捕獲和開采價值。

近地小天體中軌道與地球的最近距離小于等于0.05AU，且直徑大于等于140米的，具有一定的撞擊地球的概率，并可能引發巨大災害，是我們需要時時刻刻提防的“不速之客”。

2013年2月15日，一顆小天體墜落在俄羅斯車里雅賓斯克。據估算，該天體在進入地球大氣層之前直徑僅有17米。這次撞擊釋放了相當于45萬噸TNT炸藥爆炸的能量，導致1500余人受傷以及200棟建筑物受損。

直徑100米以下的近地小天體發現率不足1%

目前，人們主要依賴地面和太空中的光學望遠鏡來發現近地小天體。

據統計，截至2020年，我們對于直徑1000米以上的近地小天體發現率達到了96%;已經發現的近地小行星超過了25000個。然而受觀測能力所限，我們對于直徑100米以下的近地小天體發現率遠不足1%。

由于這些小天體基數龐大，與地球的累積碰撞概率高，可能會對我們的生產生活帶來不容忽視的傷害。因此，找出發現這類小天體的新方法迫在眉睫。

宇宙中的小天體，一生都在與其他天體發生碰撞。早期的碰撞能產生較大的碎片，這些碎片往往圍繞母天體繼續運動，被稱為共軌物質。它們繼續碰撞，將產生越來越多更加細小的碎片。

其中，產生的納米級塵埃在太陽風中被電離，并且能被太陽風加速到接近太陽風的速度。在這個加速的過程中，太陽風中的行星際磁場受到影響，從而形成了“行星際磁場增強(IFE)事件”。

IFE事件的主要特征是磁場強度成尖狀增強，并且在磁場強度峰值處，磁場方向發生快速變化，這兩個典型特征使得它能夠與其他太陽風中的磁場結構輕易地區分開來。

因此，我們可以利用IFE事件的空間分布特點，定位小天體碰撞頻繁的區域，從而確定小天體出現的區域。

此時，我們便可以通過射電望遠鏡對這些區域進行進一步觀測，以發現未知的小天體;或將這些區域與已知小天體的軌道進行比較，以發現它們的共軌物質。

比如科學家正是利用第二種方法，發現了小行星奧加托(2201Oljato)具有一些共軌物質，而這些共軌物質在碰撞中釋放的塵云，引起了0.7AU處IFE事件發生頻率的空間分布不均勻;而在地球附近，編號為138175的小行星也可能具有一定的共軌物質，引發了1AU處IFE事件空間分布的不均勻。

還可了解小天體分布的長期演化

對IFE事件進行觀測，除了揭示未知小天體的存在，還能估算這些小天體產生的塵云質量。假設塵云上游累積的磁壓與太陽對塵云的萬有引力相平衡，估算出的大部分塵云質量相當于直徑小于100米的石塊，覆蓋了光學望遠鏡難以觀測的范圍。揭示出小天體的存在后，我們可以利用對行星際磁場的長期觀測，了解小天體分布的長期演化?？茖W家發現，在近30年的時間，與小行星奧加托共軌物質相關的IFE事件數目急劇減少，模擬結果顯示小行星奧加托的共軌物質在這段時間受到來自地球和金星的引力擾動，部分物質軌道將發生改變，不再與奧加托共軌。

利用小天體碰撞產生的塵云對行星際磁場的擾動，來揭示這些小天體的存在，目前這種方法不僅發現了一些在已知的近地小天體中存在的共軌物質，還監測了這些共軌物質的長期演化。

標簽： 天體 擾動