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1、木星2016撞击
木星2016撞击
亮点追踪
主持人:实习记者 于紫月
日前,美国德克萨斯州的天文爱好者伊桑⋅查佩尔用一个小型望远镜在观测木星时发现了一道短暂的闪光。这道闪光持续了大约1.5秒,在最高峰时,它看起来和木星的wèi星一样明亮。近日,来自法国、美国、西班牙等国的天文学家分析发现,闪光可能源于石铁密度的小行星撞击。据估计,此次撞击释放的能量相当于24万吨TNT的爆炸能量,约为2013年俄罗斯车里雅宾斯撞击事件释放néng量的一半。
美国佛罗里达理工学院的桑卡尔等人根据闪光释放的能量估计,撞击者可能是一个直径约12—16米、质量约450吨的物体,在木星云层上方约80公里的高层大气中爆炸解体。撞击者具有典型的石铁流星密度,表明它是一颗小行星,而不是彗星。
自2010以来,天文爱好者们共观测到六次木星上的撞击闪光。事实上,大多数的木星撞击并没被发现。科学家们估计每年有20到60个类似的天体撞击木星。由于木星的巨大尺寸和引力场,它被撞击的概率是地球的一万倍。
彗星在木星表面产生了巨大的黑斑,为什么还能持续那么久?
木星是太阳系内第一大行星,系内位置排列第5,同时它也是一颗气态巨行星,与其它气态星球主要由原始的氢和氦构成一样,它主要构成是约90%的氢和约10%的氦。我们知道当一个物体与一团气体相撞,就会直接撞过去,只留下一道空洞的痕迹,不会发生陨石撞击地球那样的爆炸效应。
然而事情没有我们想象的那样简单。
在1994年7月16日20时15分(标准英国格林尼治时间),天文学家观察到了太阳系内最大的小行星撞击大行星事件:一个直径约有5km、名叫苏梅克列维9号的彗星在它的轨道上飞行时经过木星附近,就被木星巨大的引力捕获,然后被撕裂成21大碎块,最大的碎块直径约有3.4km。21个碎块排成一条直线,被木星引力一个个拽进了它的“血盆大口”。巨大的撞击在木星表面云层留下了21道巨大的疤痕,最大的能容下一个地球还有余,撞击时产生的火球从木星云层上蹿起2897km之高,产生的能量有广岛原子弹的5亿倍。
整个撞击过程持续了7天之久,到22日才结束。如果这21个撞击发生在地球上,6500万年前的灾难将会重现。
那么有人就会问:木星是一颗气态星球,为什么1994年的苏梅克列维彗星冲入木星时会发生撞击的爆炸效应?
这就要从木星大气层、彗星速度、彗星燃烧及爆炸点来分析。
木星距离地球最近时也有6.3亿km,在地球上看只是一个小点。为了能充分认识木星,科学家在发达科技的前提xià,发射了一个又一个探测器,近距离地去揭露它的真面目。
1610年,意大利天文学家伽利略jiù用望远镜观察到了木星;360多年后,科技航天科技高速发展,人类为了更chōng分地认识木星,美国NASA在1972年发射了第一批木星探测器“先驱者10号”和“11号”,对木星进行了首次近距离访问;1977年,再次发射了“旅行者一号”和“二号”系列,在掠过木星时拍下了它的火山喷发;2011年,发射了“朱诺号木星探测器”,从2016年抵达木星至今, 它仍然在木星上空进行探测任务。
由于这些探测器深入探测木星后,我们对于木星的认识越来越深入,这个问题就不难了。
一、气体与气态星球有天壤之别。
我们知道的气体就是空气、氧气、氢气、烟雾等这些虚无缥缈、风一吹就散了的东西。专业的说就是只要suǒ在的空气等载体一发生动荡,就会随之飘散,因此无法聚集成形。因为气体的密度太小。空气在一个标准大气压下的密度是0.001293g/cm³,密度最大的气体溴也只有0.00714g/cm³。密度小,分子间的引力就小,一个物体撞上去时的受力面积就很微小,没有几个与它摩擦生热的实体分子,因此很难产生因摩擦而燃烧的效应。
但气态星球的区别太大了,木星的平均密度约1.36g/cm³,从密度来比较就已相差了几千倍。它们虽然主要由氢、氦等气体构成,这些气体都是在几十亿年的引力坍缩xià凝聚而成的一颗星球,就像木星、土星等,它们都是太阳诞生后的剩余气体在引力下聚集而成,中心都有一个实体内核。如果体积足够大,就能成为一颗恒星,就像太阳。
由天文学家长期以来的探索,已经了解到木星的成分与太阳相似,如果木星再大7倍以上,就可以点燃内部的氢核聚变,成为第二个太阳。而越往内部,密度越大,压强、温度都会逐渐升高,并且它的内部有一圈厚厚的金属氢之中包裹着很可能是个固态的石质内核。
èr、
爆炸有“物理爆炸”、“化学爆炸”、“核爆炸”和“高速碰撞”等。
1994年的彗星撞击木星就是“陨石高速碰撞爆炸”,这是一种在高速碰撞下由内能转换为机械能的能量转换。
就像地球上空的流星在大气层上快速划过时就会燃烧一样。木星的大气层就在5000km之厚,21块彗星的碎片以60km/s的速度与之发生剧烈的摩擦,很快产生了高温而燃烧。由动能定理E=1/2mv²(E是能量,m是质量,v是速度),推算出苏梅克列维9号彗星最大的3.4km的陨石以60km/s的速度产生的能量约有6亿亿吨的TNT炸药,是全球核弹总量的750倍。
为什么一颗3.4km的陨石能产生这么大的能量?
这就是爱因斯坦狭义相对论中的动力学所说:“
当物体接近光速时,它动量和质量会迅速变大
。”这颗陨石的速度有60km/s,宇宙第三速度也只有16.7km/s,已经是宇宙第三速度的3.6倍。当然木星巨大的引力才使它有这样的速度。
另外,当一个物tǐ的内能增加后,内部的压力增高,分子之间的间隔缩小,碰撞的几率增加,爆炸极限增大,燃烧就会很容易,不可燃就会变成可燃。在压力、温度、动能到达一定值时,物体就会发生爆炸。
多数物体都有爆炸临界点,比如香水的爆炸临界点就是49℃。而1994年的苏梅克列维彗星在以60km/的速度冲向彗星后,与木星大气层发生剧烈摩擦,内部动能、压力快速增高,越进入木星内部,受dào的压强和温度越大,使tā内部温度可以高达几千℃以shàng。促使它内部的分子急剧膨胀,终于撑不住而发生爆炸。
综上所述,可以知道,
1994年的苏梅克列维9号彗星冲入木星时,并未与木星实体发生撞击,而是在快速降落时使它内部的动能增加,达到临界值时自行发生的爆炸
,不能理解成陨石撞击地球的爆炸。
木星能承受多大撞击?
尽管世界末日的尘嚣早已过去多年,但是,末日的话题却是人类始终关切的焦点。在科学界de观点中一致认为,对于地球最大的威胁依旧是远在太空中飘忽不定的小行星。在经过多年的观测表明,地球在太阳系中的位置相对安全,而且太阳系中最大的行星“木星”,它强大的吸引力为地球挡住了许多可能产生威胁的小行星。是地球一面强大的气体盾牌、保护伞。
可能是木星的组成成分的缘故吧,真是“结实耐撞”,木星由约90%的氢和约10%的氦以及微量的甲烷,水,氨气和“石头”组成。木星为地球挡住的许多陨石都有十几二十公里大,虽然这些陨石在面对体积巨大的木星时算不上什么,但是对于地球来说却是致命的威胁。2006年古巴科学家发现一个6500万年前巨型陨石撞击地球留下的痕迹。在此证明了这是导致恐龙灭灭绝的根本原因。这颗直径10公里的小行星,gěi地球上的生物带来了可怕性的毁灭灾难。1993年3月24日,美国天文学家尤金·苏梅克和卡罗琳·苏梅克以及天文爱好者戴维·列维,利用美国加州帕洛玛天文台的46厘米天文望远镜发现了一颗彗星,遂以他们的姓氏命名为苏梅克-列维9号彗星。这颗彗星被发现一年零两个多月后,于1994年7月16日至22日,断裂成21个碎块,其中最大的一块宽约4公里,以每秒60公里的速度连珠炮一般向木星撞去。据科学家观察,木星平均每年都要承受大约6.5次来自太空不明物体的撞击。其中更有许多十几二十公里大小的陨石,假如这些陨石撞击地球,那么人类很有可能就此灭绝。尽管目前还看不到地球被撞击毁灭的可能性,但是随着时间的推移,这种可能性将会越来越大。也许数千万年以后,人类也会走上恐龙灭绝同样的道路。
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