太阳强大的引力为何留不住一颗小小的奥陌陌?
2017年10月19日,科学家们发现了一个特殊的天体——奥陌陌。通过分析它的轨道得知它是来自太阳系外,这是人类首次在太阳系内发现来自太阳系外的天体。
根据观测数据可以推测,奥陌陌大约是一个长约400米,宽约40米的石质小行星。它在2017年9月9日到达了近日点,随即以大约40千米每秒的速度离开太阳系,目前已观测不到它。奥陌陌来自太阳系之外,如今也正飞出太阳系,如果不出意外,多少年后就会飞出奥尔特云。
一个物体能不能飞出太阳系,不是看它受到多大的引力,而是要看它的飞行速度。天体在太阳系某个位置的动能,如果超过了将其移到无穷远时克服太阳引力所做的功,只要这个天体不和其他天体碰撞,它就能够飞出太阳系。比如,在地球公转轨道上,物体的速度若是超过了42.2千米每秒,不论其质量大小,它都能够飞出太阳系。地球公转的线速度只有30千米每秒,故地球不能够逃离太阳系。
人类在上世纪七十年代的时候曾经发射了旅行者2号及旅行者1号飞船,这两艘飞船就是要飞出太阳系的飞船,如今旅行者1号飞船已经到了距离地球210多亿千米之外的黑暗寒冷之地,将来肯定会飞到更远的位置。旅行者号飞船能够飞出太阳系是因为在地球上发射时其速度超过了地球的第三宇宙速度16.7千米每秒。这个速度之所以不是42.2千米每秒,是因为发射时借助了地球的公转线速度,同时还需要克服地球引力做功。
一个太阳系外天体,飞进太阳系的过程就是太阳引力做功引力势能转化为动能的过程,飞离太阳系时是动能向引力势能转化。星际间几乎是真空,奥陌陌既然能够从远处飞进太阳系,就意味着它在到达太阳附近时的动能极可能超过将其移到无穷远处克服太阳引力做的功,也就是说它仍然能够飞出太阳系。