“这是一个非常重要的问题。”褚飞骍说,“我们也考虑了这个可能性,而且做了非常详细的研究。让我的同事赵明来回答这个问题。”
赵明是国家天文台的小行星专家,四十多岁,戴着眼镜,看起来很严谨。他在这个领域工作了二十年,对小行星带的结构和动力学有深入的了解。他走上讲台,接过话筒,先喝了一口水,然后开始发言。
“谢谢皮埃尔教授提出这个问题。关于小行星的问题,我们做了非常专门和深入的研究。”他说,调出一张新的幻灯片。
“首先,让我们回顾一下小行星带的基本结构。”幻灯片上显示出一张小行星带的示意图。
“小行星带主要位于火星和木星之间,距离太阳约2.0到3.5天文单位。这个区域包含了大约100万颗直径超过1公里的小行星,以及数百万颗更小的天体。最大的小行星是谷神星,直径约950公里,质量约地球的0.015%。”
他换了一张幻灯片,上面是小行星轨道的分布图。
“小行星带不是均匀分布的。它有很多空隙,被称为柯克伍德空隙。这些空隙是由于木星引力共振造成的。比如说,在2.5天文单位处,有一个明显的空隙,因为那里的小行星公转周期恰好是木星的三分之一,会受到木星引力的周期性扰动,最终被清除出去。”
“现在,让我们看看边瞬星会如何影响小行星带。”
他调出一个三维动画,显示了太阳系的侧视图。八大行星沿着黄道面排列,而边瞬星以一个倾斜的轨道穿行。
“大家可以看到,边瞬星的轨道倾角是45度。这意味着什么?”他停顿了一下,“这意味着,边瞬星的轨道与黄道面有很大的角度。它大部分时间都在黄道面的上方或下方,而小行星带基本上都在黄道面附近,倾角通常小于20度。”
“所以,从几何上讲,边瞬星不会直接穿过小行星带。它的近日点距离是10.1天文单位,远超过小行星带的外缘3.5天文单位。它距离小行星带最近的时候,垂直距离也有好几个天文单位。”
他切换到一张数据表。
“但是,正如杜波依斯教授指出的,引力的作用是长程的。即使相距很远,边瞬星的引力仍然会对小行星产生一定影响。我们计算了这种影响的大小。”
屏幕上出现了一张复杂的相图,显示了几千颗小行星的轨道变化。不同颜色的点代表不同的小行星,它们在一个二维平面上分布,横轴是半长轴,纵轴是离心率。
“这是我们对主要小行星的模拟结果。我们选择了1000颗最大的小行星,模拟了它们在边瞬星引力作用下的轨道演化,时间跨度是1000年。”
他用激光笔指着图表。
“大家可以看到,这些点基本上都没有移动。也就是说,小行星的轨道参数基本保持不变。如果放大来看,”他切换到一个放大的视图,“会发现有一些微小的漂移,但这种漂移的幅度非常小。”
“具体来说,”他调出数据表,“小行星轨道半长轴的变化平均约为0.001%,离心率的变化平均约为0.0001,轨道倾角的变化平均约为0.001度。这些变化都在测量误差范围内,实际上可以忽略不计。”
“更重要的是,”他强调,“这种扰动不会把小行星推向地球。”
“为什么?”皮埃尔追问。
“因为引力的方向和距离,”赵明耐心地解释道,画了一个示意图。
“边瞬星位于小行星带的外侧和上方。根据引力定律,它的引力方向是指向它自己的。对于小行星带中的小行星来说,边瞬星的引力主要是两个分量:一个是径向的,向外拉;一个是垂直的,向上拉。”
“径向分量会略微增加小行星的轨道半径,但这个效应很小。垂直分量会增加小行星的轨道倾角,使它们的轨道稍微倾斜一点,但也不会显著改变轨道的形状。”
“关键是,边瞬星的引力不会减小小行星的轨道半径,不会把它们推向内太阳系,更不会推向地球。如果有任何影响,也是把小行星略微向外拉,而不是向内推。”
“而且,”他补充道,“我们还需要考虑木星的作用。木星的质量是边瞬星的140倍,约为地球的318倍。木星距离小行星带的平均距离约为2.5天文单位,远小于边瞬星到小行星带的距离。”
“根据引力定律,引力的大小与质量成正比,与距离的平方成反比。所以,木星对小行星带的引力作用要比边瞬星强得多,大约是边瞬星的几千倍。”
“如果说有什么天体在控制小行星带的结构和动力学,那一定是木星,而不是边瞬星。木星的引力一直在塑造小行星带,清除了某些共振轨道,保护了内太阳系免受小行星撞击。边瞬星的影响相比之下微不足道。”
赵明的解释非常清楚和有说服力。皮埃尔点了点头,表示满意。“非常好的分析。”
赵明又说:“当然,我们必须考虑所有可能的风险。这就是为什么我们做了如此详细的计算。”