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为何木星成为天体撞击"出气筒"?身高体壮成靶子

2019-09-21 09:59:19 暂无 阅读:750 评论:0

对于地球上的人类来说,最恐怖的末日情景之一或者就是地球被快速移动的伟大彗星或小行星撞击。如许的天体味以伟大的力量撞击地球,以至于造成扑灭性的灾难,就像2013年的车里雅宾斯克事件或1908年的通古斯事件那样,或者会造成数百万人灭亡,并造成数十亿美元的产业损失。更大天体对地球撞击发生的影响或者更大,好比大约6500万年前造成恐龙灭尽的那次。

为何木星成为天体撞击"出气筒"?身高体壮成靶子

尽管如斯,地球所履历的撞击依然无法与木星相提并论,后者是太阳系中受天体撞击次数最高、受影响也最大的天体。那么,为何木星会成为频仍撞击的“靶子”,这是因为其质量太大的原因吗?究竟,木星的质量相当于太阳系中所有剩余行星、卫星、小行星、柯伊伯带和奥尔特云的总和。换句话说,木星只是因为它是太阳系中最大的方针而被一再撞击吗?

撞击木星事件不足为奇

2016年3月17日,两名业余天文学家格利特·科恩鲍尔(Gerrit Kernbauer)和约翰·麦克隆(John Mckeon)恰巧在观测木星并记录成像数据时,发现这颗气态巨星的边缘显现过一道令人诧异的闪光,而独一能发生这种闪光的原因就是发生了撞击事件。尽管闪光比其他现象更轻易受到存眷,好比比来对月球的撞击,但木星不光比其他行星受到的撞击次数更多,并且比太阳系中任何已知天体受到的高能撞击也更多。

1994年6月,苏梅克-列维9号彗星(Shoemaker-Levy 9)解体并与木星相撞,得益于对引力的懂得,科学家们提前1年就已经展望到该事件。尽管这些碎片与木星的碰撞持续了6天,但它们使木星外观陷入阴郁长达数月时间。在盘据成20多块碎片之前,原始彗星的直径大约为5公里,这与撞击地球、导致恐龙灭尽的谁人天体差不多巨细。

2009年7月,业余天文学家安东尼·韦斯利(Anthony Wesley)在木星上发现了与地球巨细相当的黑点。这个黑点很或者是由直径在200公里到500公里的小行星撞击造成的,其释放的能量或者是通古斯事件的数千倍。

在2010年前后,木星撞击事件似乎非常频仍。2010年6月,韦斯利与克里斯托弗·戈(Christopher Go)离别视察到木星撞击事件。尽管闪光只持续了两秒钟,但撞击木星的天体质量约有500到2000吨、直径在8到13米之间。据称,木星或者每年都邑被几个这种巨细的天体撞击。

仅仅几个月后,也就是2010年8月,木星上又发生了撞击事件,造成了规模稍小、强度较低的闪光,但其释放的能量或者与车里雅宾斯克事件相差无几。鉴于科学家今朝对木星的认识,我们实际上能够起头对撞击它的物体进行分类。

还有好多其他的撞击事件:2012年9月,丹·彼得森(Dan Petersen)在木星上观测到另一次“闪光”,天文学家乔治·霍尔(George Hall)甚至捕获到了它的视频。科学家们确定撞击天体的巨细与2010年8月的那次大略沟通,直径小于10米。比来几年,好比2016年3月、2018年5月和2019年8月,木星都曾遭到天体撞击,袭击者的直径介于8米到20米之间。

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木星体积太大最惹眼?

很或者其他行星也会受到撞击,然则所有的数据都表明,木星受到撞击的频率比任何其他行星都要高。这究竟是为什么?

毫无疑问,你首先要考虑体积身分。当我们商议任何行星受到撞击的频率时,最简洁的估量是把三个身分叠加起来:撞击天体(彗星、小行星、流星等)的速度、能够互相感化的天体数量密度以及它们或者撞击的横截面。

经由木星与地球的彗星和小行星的速度几乎完全沟通,它们的密度也大略沟通。因为木星离小行星带更近,所以遭遇小行星撞击的或者性更高。然则横截面却大不沟通: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125倍。

然而,更大的撞击频率不克仅用体积巨细和横截面来注释。2009年对木星的撞击来自比美国亚利桑那州巴林杰陨石坑更大的天体。据估量,这类撞击在地球上大约每隔1万到10万年才会发生一次。单就其体积而言,科学家们估计这种规模的撞击木星每100年也不会碰到一次。然而,在曩昔的25年里,我们已经看到了木星遭到至少2次大规模撞击。

这表清楚另一个令人不安的事实:若是地球被这些体型宏大的天体撞击的频率与木星同样高,那么我们不光每100年就会看到巴林杰陨石坑规模的撞击,并且灭尽级其余事件发生的频率将是实际发生的数千倍!

这颗导致恐龙灭尽的小行星在6500万年前撞到地球上,撞击面约有5到10公里宽,而舒梅克-列维9号彗星1994年撞击木星时,其巨细和释放的能量与此都差不多。1994年,我们真的只是恰巧看到了五十万分之一的撞击几率吗?这是极弗成能的。相反,我们必需考虑木星与地球分歧的另一个首要方面:引力。

质量高引力大“招风”

行星并不只是静止于太空中,等着其他天体来撞,它们会以一种与质量成正比的体式扭曲时空自己的构造。行星的质量越大,它对四周所有物体、正鄙人落的物体和四周物体的引力就越大。比拟之下,当我们将其放在木星四周视察时,地球的引力显得相当弱小。若是某个天体以10千米/秒或更低的速度迟缓地从地球四周经由,地球的引力场会很好地把它吸引过来。但小行星的速度可达17千米/秒或更高,彗星的活动速度则跨越了50千米/秒。换句话说,地球引力场并不克帮我们把物体吸引过来。

然则木星的质量是地球的317倍。它的半径很大,只要物体相对于它的活动速度小于50千米/秒,它就能将其引向四周。换句话说,每颗小行星和大多数经由木星四周的彗星都有被这个伟大星球的引力拉向碰撞轨道的风险。

切实,木星的体积比地球大,并且这种增大的体积可将碰撞频率提高100多倍。但实际上,木星碰到的撞击几率比这个数字还要高数百倍。这是为何?因为木星的引力足以吸引大量的彗星和小行星接近它,这是地球无法做到的。木星如斯频仍地受到撞击,是因为引力的综合感化,以及距离太阳更远的物体速度更慢是以更轻易被捕捉所致。

体积的确很主要,但没有引力那么主要。稀奇是,相对于这颗气态巨星四周天体的活动速度来说,引力所起的感化最大。太阳系中独一能更好地捕获小行星和彗星的天体就是太阳,但木星的捕获能力紧随厥后。与人们遍及认为“木星似乎基本没有珍爱太阳系内部”的概念相反,它实际上充任了“出气筒”,用来吸引那些正本不会击中任何器材的天体。

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