TUhjnbcbe - 2024/6/24 20:50:00
年2月，一颗流星袭击了俄罗斯车里雅宾斯克市，这是自年发生通古斯事件以来地球上发生的最大规模、最猛烈的一次撞击。木星经历的碰撞能量要高得多，频率也高得多。原因不再是一个谜，木星的大小甚至不是主要因素。地球上最可怕的景象之一是被一颗巨大、快速移动的小行星撞击。即使是一小块碎片也能以巨大的能量撞击地球，以至于毁灭撞击点的周围生物。就像年的车里雅宾斯克事件或年的通古斯卡(Tunguska)事件那样，可能会造成数百万人死亡，并造成数十亿美元的财产损失。更大的撞击对地球的影响，比如造成巴林杰陨石坑的事件，今天仍然可以测量到。尽管如此，地球所经历的所有撞击都无法与木星相比。伊桑·查普尔于年8月7日拍摄的木星图片显示，木星的肢体附近有一道明亮的白色瞬态闪光。你可能想知道为什么木星的撞击如此常见。是因为它的引力太大了吗？毕竟，木星的质量相当于太阳系中所有行星、卫星、小行星、柯伊伯带和奥尔特云的总和。或者，木星只是因为它是太阳系中最大的目标而被击中的频率最高吗？唯一能产生这种闪光的是撞击事件。木星不仅比任何其他星球受到的撞击都多，而且比太阳系中任何已知天体受到的高能撞击都要多。就闪光和撞击而言，近年来我们在木星上观测到大量的撞击，这主要归功于业余天文学家的努力，他们喜欢在没有专业望远镜的情况下观察木星。这些是苏梅克-列维9号彗星最后一次冲向木星时的碎片。年6月，苏梅克-列维9号彗星解体并与木星相撞。由于我们对引力的理解，这一事件早在一年多前就已经预测到了。这颗彗星是由业余天文学家卡洛琳、尤金·舒梅克和大卫·利维发现的。这次碰撞导致了一场由专业人士和业余爱好者共同发起的引人注目的观测运动。尽管这些碎片与木星的碰撞持续了6天，但它们使木星表面黑暗了数月。在分裂成20多块碎片之前，原始彗星的直径大约为5公里：这是灭绝恐龙的小行星的大小。15年后，许多曾用哈勃太空望远镜研究舒梅克-列维9号撞击木星事件的科学家，发现另一颗直径约为米的小行星撞击木星，这比地球历史上任何一次小行星撞击释放的能量都要多。年7月，业余天文学家安东尼·韦斯利在木星上发现了一个地球大小的黑点。根据我们从舒梅克-列维9号中学到的知识，我们能够从专业人员用最先进的太空和地面望远镜进行的后续成像中推断出撞击它的物体的粗略参数。结论是，这个黑点很可能是由一颗大小在公里到公里之间的小行星撞击造成的。如果它袭击了美国，它可能会摧毁整个宾夕法尼亚州。木星的大撞击留下了一个巨大的伤疤，在可见光下可以看到一个黑点，但在红外线下可以看到一个亮点。科学家们进行了多波长的专业测量，从而重建了撞击释放的能量大小。年6月，安东尼·韦斯利和克里斯托弗·戈分别对木星进行了实时观测。闪光只持续了两秒钟，相当于-0吨的质量的大小。据双子座天文台称，木星可能每年都会被几个这种大小的天体撞击。日本正行捕捉这个对木星的小撞击，它被看作是木星赤道附近橙色带下方的一个白点。这是有史以来在木星上发生的最小的一次撞击。由于我们目前对木星的了解，我们实际上可以开始对撞击它的物体进行分类。还有很多其他的，它们都有自己的精彩故事。但是所有的数据都表明木星被撞击的频率比任何其他星球都要高。当然，最大的问题是为什么？地球和木星的比较。如果我们仅从横截面积来看这两个世界，木星的横截面积是地球的倍，这将导致小行星和彗星的碰撞速度是地球的倍。但实际要高得多。毫无疑问，首先要考虑的是规模。当我们讨论任何系统的碰撞频率时，最简单的估计是把三件事相乘：所讨论的物体(彗星、小行星、流星等)的速度，可以相互作用的物体的密度，以及它们可能撞击的横截面。经过木星的小行星与经过地球的小行星的速度几乎完全相同，密度也大致相同，尽管由于木星离小行星带更近，所以木星在这方面略占优势。但是横截面却大不相同，木星的直径大约是地球的11.2倍，这意味着它的横截面大约是地球的倍。位于亚利桑那州沙漠的巴林格陨石坑直径超过1.1公里，这样的撞击在地球上每1万到10万年左右发生一次。一颗-米的小行星撞击地球，其威力可能大到足以将地球碎片送入太空。然而，大撞击的频率甚至不能仅用大小和横截面来解释。年对木星的撞击来自一个比亚利桑那州巴林杰陨石坑更大的天体。如果单就其大小而言，我们预计这种规模的撞击木星的频率不会超过每世纪一次。这表明了另一个令人不安的事实：如果地球被这些大物体撞击的频率与木星一样高，那么我们不仅每一个世纪就会看到巴林杰陨石坑大小的撞击，而且灭绝级别的事件发生的频率将是实际发生的数千倍!这张由美国宇航局哈勃太空望远镜的行星照相机拍摄的木星图片，显示了苏梅克-列维9号彗星的8个可见的撞击景象。那颗“杀死恐龙”的小行星是6万年前发生在地球上的一次撞击，舒梅克-列维9号在年撞击木星，其大小和能量与之相同。年，我们真的只是碰巧看到了50万分之一的活动吗？这是极不可能的。相反，我们必须考虑木星的引力。行星并不只是存在于太空中等着东西撞上它们，它们以一种与质量成正比的方式扭曲时空本身的结构。一颗行星的质量越大，它对周围所有物体的引力就越大。空地球表面附近空间的曲率通常不足以将经过的小行星吸引到碰撞轨道上，但木星的情况却并非如此。相比之下，地球的重力场是相当弱的。如果一个物体以10千米/秒或更少的速度缓慢地从地球附近经过，地球的引力场会很好地把它吸引到地球上。但小行星相对于我们的运动速度通常在17千米/秒或更高。但是木星的质量是地球的倍。即使它的半径很大，只要物体相对于它的运动速度小于50千米/秒，它就能很好地吸引物体。换句话说，每一颗小行星和大多数经过木星附近的彗星都有被这个巨大星球的引力拉向碰撞轨道的风险。如图所示，木星正在吞噬其最大的卫星：木卫三。与太阳系中所有其他行星不同的是，木星具有如此巨大的引力，以至于经过它附近的小行星和彗星都很可能被它的引力所吸引，并与之相撞。是的，木星比地球大，而且这样打的体会使得碰撞频率高一点。但最主要的是木星的引力足以吸引大量的彗星和小行星靠近它，这是地球无法做到的。木星如此频繁地受到撞击，是由于引力的综合作用。大小确实重要，但没有重力那么重要。特别是，相对于这颗气态巨星附近物体的运动速度，引力所起的作用并不大。太阳系中唯一能更好地捕捉小行星和彗星的天体是太阳，但木星是榜眼，与人们普遍认为的相反，木星似乎根本没有保护太阳系内部，而是充当了一个非常好的出气筒。