车里雅宾斯克陨星的新结果带来的惊奇

[ 录入者:Melipal | 时间:2013-11-26 21:28:19 | 作者:Melipal | 来源:Sky & Telescope | 浏览:2521次 ]

原文标题:New Chelyabinsk Results Yield Surprises

作者:Kelly Beatty   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2013. 11. 7

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载)

新的 分析结果表明,2013年2月15日发生的 小行星 碎片撞击地球事件可能并非是先前研究者认为的 百年一次的 事件。相反,这些潜在的 撞击发生频率可能比先前所认为的 更为频繁,毁灭性也更强。

住在俄罗斯车里雅宾斯克(Chelyabinsk)并在今年2月15日上午9:20:32仰望天空的 人都会看到极其壮观的 大质量火流星 陨星 ,比早晨的 太阳还要明亮。它在20到30英里(30到45公里)的 高度上猛烈瓦解。然后88秒之后,强烈的 冲击波将一些居民推倒,让超过1000人受伤(其中包括闪光引起的 灼伤),并震碎了城市中将近一半的 公寓楼窗户。

2013年年2月15日,一颗庞大的 流星 体在俄罗斯的 车里雅宾斯克上空爆发开来,产生了过去一个世纪以来最猛烈的 宇宙冲击。(图片提供:Uragan.TT / Wikimedia Commons)

在惊恐地死里逃生之余,科学家认为他们是幸运的 ,这次宇宙撞击发生在市中心。这是由于城市中的 安全迷市民们使用无数架在楼房上的 摄像机以及汽车里的 摄像头捕获了这次事件。所有这些结合从太空中向下俯瞰地球的 国防卫星 以及由全面禁止核试验条约组织(CTBTO)维护的 全球性次声波网络让研究者可以以空前的 精度仔细研究这一事件。6日他们在《自然》杂志发表的 两篇论文以及《科学》杂志发表的 一篇论文中公布了他们的 发现。

撞击天体本身是起源于小行星 带的 任性入侵者。捷克科学院天文学研究所的 吉里·波罗维茨卡(Jiří Borovička)等人进行的 详细轨道重构表明,这一天体来自高度偏心的 低倾角轨道,与尚未命名的 86039号小行星 轨道非常接近。最有可能的 情况是,这两个天体曾经都是一个天体的 组成部分,在过去遭遇了与另一颗小行星 的 碰撞之后,该天体将碎片抛到了与地球轨道相交的 轨道上。

在撞击地球之前,车里雅宾斯克陨星 的 轨道与尚未命名的 86039号小行星 很相似。(图片提供:Jiří Borovička)

研究者还齐心协力估计出了以TNT爆炸当量表示的 撞击的 能量。由西安大略大学的 彼得·布朗(Peter Brown)领导的 小组认为,单凭可见光辐射就可以说明,撞击能量相当于至少47万吨TNT。不过强烈的 地震波给出的 不太确切的 “最佳估计”是43万吨,而军用卫星 上的 传感器表明应该是53万吨。最后CTBTO次声波网络的 记录给出的 数值是略大的 60万吨。

虽然有这些不确定性,车里雅宾斯克撞击事件是1908年西伯利亚的 通古斯地区发生标志性爆炸之后地球遭遇的 最猛烈的 撞击。撞击的 岩石天体直径接近62英尺(19米),质量大约为12万吨(这相当于初始估计的 将近2倍)。

研究者总结说,如果没有很幸运的 两点,地面遭受的 破坏要更大。首先撞击天体以非常平缓的 角度入射,与水平方向夹角只有17度。在瓦解时,产生的 冲击波是呈柱形扩散的 ,而不是扩散自单一的 爆炸点,这样会让爆发能量扩散到更大更不集中的 区域。如果入射路径再竖直一点(就好像是通古斯爆炸那样),其造成的 损害会更严重。

车里雅宾斯克火流星 残留尾迹内部温度的 彩色计算机模型,此时相当于陨星 爆发后的 50秒。注意外围的 灰色包层大致呈圆柱形,表明冲击波是来自一列直线排列的 碎裂残片的 。(图片提供:Peter Brown & others)

第二是根据俄罗斯科学院陆圈动力学的 奥尔加·波波娃(Olga Popova)领导的 “车里雅宾斯克空中爆炸联合小组”进行的 分析,回收的 碎片表明,入射天体是结合在一起的 单一天体,但只是将将结合到一起。

小组报告称,车里雅宾斯克陨星 的 母天体必然在44.5亿年前经历过突发的 热事件或撞击,此时距离太阳系 的 形成有1.15亿年,这样其内部穿插着填充有富金属玻璃质的 裂缝网络。来自SETI研究所的 小组成员彼得·杰尼斯肯斯(Peter Jenniskens)解释说,这些先前就存在的 网络“让天体更为脆弱,它沿这些裂纹破碎开来。”

车里雅宾斯克陨石的 碎片,宽约4厘米,其上展示了交织的 裂缝,裂缝填充着被冲击波熔融的 物质。(图片提供:Olga Popova & others)

但研究者很难对此感到满意。举例来说,布朗与他的 小组继续在编纂一份全球性的 列表,其中列举了过去20年间的 空中爆炸事件。(车里雅宾斯克可能是最强烈的 一次,但是并非记录在案的 唯一一次)。他们发现直径几十米的 天体撞击的 频率是仅仅根据望远镜巡天的 结果估计的 7到10倍,不过这里也有很大的 不确定性,因为这样的 事件很稀少。不过布朗的 结果仍表明,平均而言车里雅宾斯克级别的 事件并非先前认为的 每世纪只会发生1次,而是每几十年就会发生一次。

另一个担心是,研究者并不认为如此质量范围的 天体会在如此低的 高度解体。现在的 观点是,冲击波会被自身的 动量驱使到更下更深处,这一理论最早由桑迪亚(Sandia)国立实验室的 马克·博斯劳(Mark Boslough)在6年前提出、用于解释通古斯爆炸800平方英里的 破坏面积。博斯劳还进一步指出,撞击事件“比同当量的 核爆炸破坏力还要强”,这是由于在核爆炸中一半的 能量会以辐射而非冲击波或热量的 形式逃逸出去。

这些结果令人兴奋而冷静。质量与车里雅宾斯克陨星 相当、对地球有威胁的 未知天体数量以百万计。更糟的 是,2月流浪的 撞击天体是从逆着阳光的 方向来袭的 ,这让它无法被提前探测到。

那么为了防卫地球免遭曾经认为过小而无法造成真正损害的 天体的 攻击,我们的 “作战计划”是什么?人们正在讨论相关的 主意。夏威夷大学的 一个小组希望能在2015年之前用上小行星 撞击地球临期预警系 统(ATLAS)。私人赞助的 B612基金会提出了哨兵卫星 ,它将在红外波段扫描地球轨道以内的 区域。概念类似的 是最早在2005年提出的 NEOCam

同时NASA尝试着发起一项“大挑战”,试图带来创造性的 概念;而联合国则尝试建立“国际小行星 预警小组”。

这些是迈向综合性全球政策有用的 第一步。不过一些研究者在考虑,2月让人惊讶的 这一事件,再结合对相对较小的 小行星 可以造成严重损失的 认识,应该可以促使探测防御系 统更快地建立起来。人们不得不怀疑,如果一块任性的 太空岩石出现在芝加哥而非车里雅宾斯克上空,大家的 反应会有何不同。

(全文完)

Tags:车里雅宾斯克 陨星

责任编辑:Melipal

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