科学家对彗星和木星相撞有哪些研究?
苏梅克-利维9号彗星(S-L9)1994年7月撞击木星南半球后,几个月以来人们一直在关注着木星上的撞击点。在浩瀚的资料中令天文学家最感兴趣的是碰撞后抛出的残骸构成的羽状物,以及在撞击点上空形成的暗云。
苏梅克-利维9号彗星,被木星强大的潮汐力肢解成21块碎片后,经过2年零9天,终于命断天涯。它撞向木星的速度是每小时21万千米,撞击的总能量相当于4×1013吨TNT爆炸能量。这是发生在1994年的重大事件,被我国列入彗木大相撞观察研究计划。
最近天文学家正在对暗云的大小和羽状物的高度进行测定,试图将每次撞击的单独事件的时序整理出来。他们希望通过这些资料了解彗星的碎块有多大,碎块隐人木星大气有多深,以及在撞击位置之上所看到的暗云是什么颜色;这些情报不仅会使天文学家掌握彗星本身的大量情况,还能了解木星大气及其对彗星撞击的反应。
“伽利略”探测器可能会提供了解这些碰撞的线索,因为它是彗木相撞时唯一位于木星背向地球一侧,能直接拍摄撞击场面的天文台。今年12月,“伽利略”将与木星交会,去年7月S-L9撞击木星期间它距木星尚有1.6天文单位之遥。
地面天文台和哈勃空间望远镜获得图像和资料后几乎立刻就可以输入到计算机网络,而“伽利略”的资料却要花好几个月才能到天文学家手上。这是因为航天器上用于通讯的高增益天线坏了,“伽利略”不得不把资料储存起来,通过低增益天线以每秒10比特的速度一点一点地送回地球。如此缓慢的传递速度使天文学家无法在“伽利略”接近木星前了解整个碰撞过程,然而由于它占据着极佳的观测角度,使人们不得不对它刮目相看。
“伽利略”送回的第一批资料是由照相偏振测量辐射计获得的,照相偏振测量辐射计是用来测量被木星大气层发射或反射光的亮度的。它观测了彗星碎块B,H,L和G的碰撞:B很小,没有产生明显的结果,H,L的碰撞颇为壮观,G造成的木星痕迹最为显著。每次碰撞时所探测到闪光的细节提供了这些进入木星大气碎块的情况。
在H和I碰撞期间,照相偏振测量辐射计捕获到一次强度迅速增大的闪光,极大亮度达到木星总亮度的3%一5%,持续了10~15秒钟。Q碰撞与众不同,很短暂,不像H和L开始那样亮,衰弱的相当迅速。
一些天文学家推测,闪光发生在彗星碎块像大流星似地进入木星大气开始燃烧的瞬间。但如果是每秒60千米的速度,彗星碎块在几秒钟内就会穿透木星云层。另外一些科学家提出,照相偏振测量辐射计观测到由极热气体构成的火球从碰撞点向外膨胀。火球最初很亮,随后膨胀,冷却而变暗。
9月底,“伽利略”送回一组G碎块撞击的资料证实了火球的理论。在该事件中,照相偏振测量辐射计与近红外测绘光谱仪,紫外光谱仪同时获得资料。照相偏振测量辐射计观测到像H和L事件发生时那样的亮度轮廓,先是急剧上升,随后缓慢下降,整个过程持续大约35秒。紫外光谱仪也观测到这一闪光,但只对应闪光明显上升部分。根据两架仪器得到的资料,科学家估计火球直径约10千米,温度约7500K(太阳表面仅5800K)。
近红外测绘光谱仪显示了火球如何发光、冷却的细节,和理论家的预测是一致的。该仪器是在照相偏振测量辐射计和紫外光谱仪之后5秒开始探测火球的,此时火球已冷却到5000K。气体云和彗星残骸继续冷却膨胀。在撞击1分钟后,火球直径达到250千米,温度下降到500K左右。近,红外测绘光谱仪的资料还显示了火球穿过大气时缓慢增大的情况。
“伽利略”的CCD照相机拍摄了K,N的撞击,得到了像照相测量辐射计观测G,H和I碰撞时的亮度轮廓。由于CCD照相机具有较高的空间分辨率和灵敏度,揭示了亮度曲线更精致的细节:在持续5秒钟的最初闪光之后亮度开始减弱,约10秒钟后也就是在它隐没前再次变亮,持续约30秒。这架照相机还观测了较小的N碰撞,记录了类似开头5秒钟的闪光,但随后产生的火球仅持续了10秒,而且非常暗。
这些观测说明,“伽利略”显然是既看到了彗星碎块进入木星大气时类似充星的闪光,也看到了爆炸时出现的火球。最初5秒的闪光是由于一块体积较大的彗星碎块以每秒60千米的速度闯进木星大气层,使其周围的空气骤然加热到7500K,彗星残骸的外层开始烧去,灼热的大气倾刻之间爆炸成沸腾明亮的火球,伽利略的仪器又观测了1分钟,直到火球冷却到仪器探测极跟以下。
令人奇怪的是照相测量辐射计和CCD照相机所观测到的流星闪光亮度极相近,只有2%的差异。尽管“伽利略”所观测的事件是由大的和中等大小的彗星碎块导致的,但是进入木星大气后火球亮度变化相当大,与碰撞前预测的撞击模型比较接近。
哈勃空间望远镜所观测到的木星边缘正在上升的碰撞羽状物也是一个谜。和地面观测者一样,哈勃空间望远镜无法直接看到撞击点,但每次碰撞的瞬间,哈勃可以观测到出现在碰撞点之上的羽状物质。这些羽状物在几分钟里迅速地膨胀,然后稳定地落进木星的高层大气。奇妙的是,不论撞击彗星碎块有多大,所有的羽状物上升到距碰撞点同一高度,大约3300千米。
有天文学家估计最大的碎块直径为0.5~3千米。但这意味着一个碎块的质量和它的碰撞能量的测定有200%的差异。无庸置疑,即使是小碎块以每秒60千米的速度进入木星大气也会产生惊人的效应。
一些天文学家在模拟S-L9彗星1992年7月接近木星而被木星碎裂时认为,最大的碎块也就0.5~.0千米。但另一些天文学家认为从所观测到的大残骸羽状物来看,撞击体应该很大。
赞成小撞击体的天文学家提出彗星碎块的能量仅能使其陷入氨和铵云而无法进入位于木星大气更深处的水云。碰撞会将彗星残骸与来自这些云的气体抛进大气。赞成大撞击体的天文学家则提出,这些碎块有足够的能量穿越水云。这些深处的云层强大的气压会抑制膨胀,并将大部分彗星和木星云物质掩盖使我们无法看到。
一部分观测资料是支持小撞击体模型的。首先,哈勃空间望远镜在这些残骸云中探测到大量的氨和硫,比来自彗星碎块本身的要多。碰撞搅动了木星云,但并没有完全淹没这种碰撞的影响。
第2个佐证是探测不到地震波或木星大气的波动。大的撞击体会引发地震波。没有探测到这些波也证明小撞击体模型是正确的。
第3个佐证来自“伽利略”的观测。根据流星闪光和随后的火球最大亮度确定的每次碰撞总能量,表明击中木星的彗星碎块很小。
然而,“伽利略”仅观测到碰撞对木星云上面的大气的影响。如果碎块将它们的能量更深地沉积到大气中,那是无法看到的。所以,尽管一些证据支持小撞击体模型,但尚未有定论。
与此同时,天文学家正在研究在木星上层大气中形成的巨大残骸云是由什么构成的,为什么会这样暗。由于碰撞能量特别大,以致彗星碎块汽化,将每个分子还原成当初组成它的原子。彗星的原子与木星的氢和极热火球里的甲烷混合,这种新化合物似乎给出了问题的答案。硫化合物一般是暗褐色的,甚至是黑色的,此外由来自分裂彗星的碳氢化合物和来自木星的甲烷构成的混合物也会使云变黑。
由哈勃空间望远镜、地面和美国宇航局柯伊伯机载天文台所作的观测均认为形成这种暗云的是一种彗-木混合体。哈勃探测到的氨和硫化合物最可能来自木星。一些天文学家提出,柯伊伯观测到的大量水分子和地面观测者在羽状物中发现的大量碳化合物只可能来自彗星。一种混合物来自两种天体是可能的,但是来自彗星和木星大气的物质各有多少还是一个需要探讨的问题。
有一点可以肯定,那就是构成暗云的粒子非常小,直径仅几微米。如此之小,预计它们碰撞后会在木星大气中飘浮很长时间。
所有的残骸以每秒10~15千米的速度摧毁撞击点,产生了哈勃所观测到的巨羽状物。这种喷射物升到高空然后落下,散布在木星平流层上一地球大小的面积上,当残骸撞击大气时,产生了地面观测者在每个撞击点转入视线时在红外所看到的大幅度变亮。近红外测绘光谱仪观测到G,R撞击时的增亮。这种增亮大约是在最初碰撞后6分钟开始的,在尔后的几分钟增亮面积继续扩大。
碰撞发生后,几个月以来天文学家一直在跟踪残骸云,监视它们在木星的风携带下绕木星一整圈后是扩散了还是消失了。S-19给天文学家提供一个机会,使他们能够通过尘埃云了解高层大气的风和木星大气环流。
虽然彗木相撞未能改变木星的自转和轨道,未能触发木星的核反应,对地球生命也没造成任何影响,但它却留给人们许多思考。
距今最近一次的彗星撞击木星是什么时候的事了?
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95年左右的重大天文事件?好像是小行星撞地球?
根据对苏梅克-列维9号彗星运行轨道进行的计算,这颗彗星曾于1992年7月8日运行到距木星表面仅4万公里的位置。由于受木星引力的影响,彗核断裂成21个可反光的碎块,远远望去像是一串光彩夺目的珍珠悬挂在茫茫宇宙中。天文学家们推测,这颗彗星环绕木星运行大概已有一个多世纪了,由于它距离地球太遥远、...
天文学家观测到木星上的另一次天体撞击事件
根据观察员提供的图像和视频,该天体的直径估计为20米(英尺)。与SL-9发生的情况类似,这个天体被认为是一颗较大的彗星或小行星的残余物,它被木星的引力捕获,在撞击发生前不久解体。这些信息和关于该事件的任何更新都可以在Delcroix的网站上找到,他表示这次撞击可能是业余天文学家所观察到的最亮的...
木星能否捕捉彗星?
因为这颗彗星的亮度很高,所以人们很奇怪,为什么以前没有发现它。不久之后,大家便发现了这个问题的答案,这颗彗星在1886年经过木星附近。因为受到木星引力的影响,它的运行轨道才改变到如今的模样。此外,还有一些周期彗星会从木星附近经过,它们亦可能被木星的引力捕获。于是,天文学家产生了新的疑问题:...
苏梅克-列维九号彗星撞击预测
人们又认为该彗星撞击木星后,其产生的地震震波会横扫整个木星,而撞击产生的尘埃会使木星平流层的薄雾更浓密,其行星环系统的质量也随之增加。更多的预测有木星可能会增加数个大红斑,或是其大红斑将消失。天文学家密切留意这起天体撞击,去揭晓哪些预测将会正确。在彗星分裂后的“太空项链”中,人们对于...
“苏梅克—列维9号”彗星撞击木星的场面十分令人震撼
同一天“苏梅克—列维9号”彗星与木星相撞,这次碰撞完全在人们的预料之中。这颗彗星是美国天文学家尤金.苏梅克和卡罗琳.苏梅克夫妇以及天文爱好者戴维.列维在1993年发现的。大约在60年前,这颗来自外层空间的普通彗星被吸附到木星轨道上,并开始沿着这条轨道缓慢绕行,同时也在等待着一场即将来临的灾难。然...
如果撞击木星的苏梅克烈维九号彗星撞击地球会怎样?
其实这个彗星早在1993年就被美国天文学家苏梅克夫妇和天文爱好者列维发现了,在撞击木星之前,彗星就已经被撕裂成了21个碎块,呈一字排开,然后最终以60千米每秒的速度撞向了木星,这是一次举世轰动的撞击,它让人类第一次意识到了来自外太空的危险如此之大。哪怕是在今天,也有很多人对这件事记忆犹新...
木星是地球的保护神吗?
Donald Brownlee)和古生物学者彼得·沃德(Peter Ward)也支持这一理论。总之,根据霍纳尔和琼斯的研究结果,地球不是那么容易受到木星族彗星的影响。但是如果木星变成土星那样大小,那么彗星撞击地球的几率将大为增加。天文学家认为,对地球威胁最大的其实是来自位于火星与木星之间的小行星带的影响。
1994年的那颗彗星,如果没有撞上木星,就会撞上地球吗?
“点儿背”是打趣的说法。话说苏梅克列维9号彗星最早是在1993年3月24日被美国的天文学家尤金和卡洛琳夫妇以及天文爱好者大卫列维3人共同发现的第九个彗星。因此这颗彗星也就有了“苏梅克彗星9号”彗星这么个名字。苏梅克列维9号彗星被地球上的人们发现后仅仅过了14个月,它就发生了和木星相撞的事情。
为什么说木星是地球的守护神?如果木星突然消失,将会发生什么?
在对木星的研究逐年深入之后,人们惊奇地发现,木星其实是地球的守护神。除了地球本身的优势,地球在太阳系中的位置也非常安全稳定,导致了罕见的毁星彗星陨石撞击地球的记录,给了许多生物稳定的发展和进化的条件和环境,避免了它们在发展中期的灭绝。而木星则是地球与彗星陨石之间的坚固屏障,守护着地球的...
融严乙酰: 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...
蛟河市18052001062: 木星是地球的保护神吗? - ?
融严乙酰: 近日一项新的研究结果表明,木星作为保护地球免遭彗星撞击的长期角色受到质疑.一直以来,许多天文学家理论推测,木星的引力能使彗星的椭圆形轨道发生偏转,因此木星成为了地球生命不受彗星袭击影响的几个因素之一.但是,近日有...
蛟河市18052001062: 小行星撞击地球能有多大威力 - ?
融严乙酰: 地球有大气层,也就有摩擦力,一般的宇宙尘埃,和小天体其实每天都在撞击地球,但是这些还未达到地面就已经燃烧殆尽,摩擦变成灰尘. 但是直径三十公里的庞然大物,一般情况来说是到不了地球附近,因为它会被木星的引力吸走. 若真到了地球附近 也会被地球的卫星 月球先碰一碰,如果没碰到月球还是任性的撞向地球,那么这个是灾难,6500万年前使恐龙灭绝小行星也仅仅才10公里直径而已.到处都会地震,地裂,还有岩浆曼出地面.海平面上升,沿海附近的城市优先被大海吞没,高山将会塌陷.尘埃将会遮住太阳. 所以三十公里的庞然大物撞击地球,那么地球肯定是灭绝了.
蛟河市18052001062: 彗星撞木星的发现过程 - ?
融严乙酰: LZ是说94年那次慧木大碰撞么,据资料上说: 1994年7月16日至22日,一颗命名为苏梅克-列维9号的彗星断裂成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.这次慧木相撞使天文学家们激动不已,它可...
蛟河市18052001062: 小行星撞击地球怎么办? - ?
融严乙酰: 目前还不会有这样的危险.根据能量表来看,行星撞击地球的能量可以达到10的23次方焦耳,这样的威力是不可想象的,会对自然界生态造成很严重的破坏.如果小行星的直径足够大,会造成地球生物链的破坏. 随着科技的发展,人类也会找出方法,比如发射核弹改变小行星的运行轨道,或者让它的体积变小,减少对地球的危害.
蛟河市18052001062: 小行星撞击地球的破坏力是不是被夸大了 - ?
融严乙酰: 单纯的物理撞击并不会造成多大的破坏,但撞击后火山灰冲入大气遮蔽阳光,会造成局部地区气温下降,植物没有阳光枯萎,动物没了食物也死了.所以小行星撞击的副作用是很大的.
蛟河市18052001062: 生命的起源我不知,谁来告诉我? - ?
融严乙酰: 彗星可能是地球的生命之源 作为太阳系不速之客的彗星,还可能是地球生命的起源. 生命是如何在地球上开始起源的,一直都是科学界的一个难解之谜.虽然科学家们提出了各种各样的假设,但都没有绝对令人信服的证据来证明这些假说的可...