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常州大学天文社

仰观苍穹知天文,俯察众生闹凡尘;细推物理须行乐,何用浮名绊此身!

 
 
 

日志

 
 

也谈车里雅宾斯克陨星  

2013-02-24 22:30:15|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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也谈车里雅宾斯克陨星 - 常大天文社 - 常州大学天文社

陨星坠落后留下的尾迹。图片:Nikita Plekhanov  

2月15日当地时间9时许,一颗直径15米左右的小行星在从太阳方向穿越地球轨道的时候”不慎“和地球撞了个满怀,在距离地面20-30公里的高空爆炸解体,其释放出的能量相当于好几个广岛原子弹。到目前(2月16日北京时间7时)为止,陨星已经造成超过1200人受伤约3000栋建筑物遭到不同程度的损坏。面对这一不太常见的现象,各种各样的说法满天飞,从天文学家渎职到美国武器试射,不一而足。尽管目前已经整理出的观测数据只是冰山一角,但起码我们已经可以较为肯定地回答一些疑问了。我就不妨借着这个机会,和大家讨论一下和陨星有关的那些事儿。

  首先,以下是截至北京时间(下同)16日清早的消息更新:根据我们组的次声探测网络的初步结果,陨星空爆的精确时间为15日11:20:26,整个事件的爆炸当量约为47万吨TNT,相当于著名的通古斯事件(下限为300万吨TNT)的十分之一左右。母体小行星的直径约为15米,质量约为7000吨,空间速度约为18公里/秒。另外,这次事件造成的主要破坏,并不直接来源于陨星本身,而是陨星爆炸的冲击波到达地面之后引发的灾害。


陨星、陨石、流星、流星雨、小行星、彗星之间是什么关系?

  陨星和陨石的中文定义比较模糊。根据《汉典》的解释,陨星陨石均指落地未燃尽的大流星体(或者小的小行星)。一般来说,”陨石“的说法更常见一些。陨星或陨石有大有小,但一般直径都在数厘米到数米不等。我的理解是”陨星“应该指陨石落地前的阶段,因为”陨“字可作动词解,比如《汉书》:“继以陨星流彗,维填上见……”(卷七十五)

  流星指星际空间中较小的固体颗粒(一般称流星体)进入大气层时摩擦发光的现象。流星体的直径约在十万分之一米到一米之间,一般在90-100公里的高度就燃尽了。流星雨,笼统的说,是许多流星一同出现的现象。

  小行星和彗星是太阳系小天体中较大的成员,它们比流星体大,但比大行星和矮行星要小,直径由数百米到数百公里不等。流星、流星雨和陨石(陨星)大多来源于它们。

  总结起来就是:小行星和彗星产生流星和流星雨,小的小行星或者大的流星体可以落到地面而成为陨石。


看来小行星真会毁灭地球啊?我们有什么应对方案?

  根据目前的观测数据推断,造成车里雅宾斯克事件的小行星,直径仅在15米左右,但已经对人员生命财产安全造成了不小的影响。更大的小行星当然危害更大。近代文明史上最大的这类事件—— 1908年的通古斯事件,焚毁了撞击点周围50多公里内的约6千万棵树木,据估计系一颗直径约100米的小行星或小彗星造成。科学家们将直径140米以上、到地球最小距离小于750万公里的天体称为”潜在威胁天体“(potentially hazardous object, PHO)。这些天体如果撞击地球,将可能对较大的区域造成毁灭性的影响。目前已知的潜在威胁天体有近1500颗之多,不过它们起码短期内都不会对地球造成直接威胁。

  目前我们唯一的应对手段是寻找并发现它们。美国在这方面远远走在前面:由美国军方资助的多个近地天体搜寻项目从上世纪90年代就开始运行,发现了目前已知的绝大多数潜在威胁天体,但它仍然不能保证发现非常小的小行星(比如造成车里雅宾斯克事件的母体小行星)。2008年底发现的2008 TC3是历史上第一颗提前发现的直接撞击地球的小行星,其直径只有4米左右,这样大小的小行星撞击地球的事件估计每1年多一点就能发生一次

  好几部好莱坞大片涉及英雄摧毁即将撞击地球的小行星的情节。然而数年前我接触到一份数百页的NASA的报告,其结论大致是人类目前还无法完成这么牛的事儿。


天文学家们曾信誓旦旦的表示2012 DA14不会撞击地球,但又发生了这次陨星事件。他们说这次的陨星和2012 DA14无关,这是要给自己洗地吗?

  很容易查到,2012 DA14的运行轨迹(从地面上看)是由南向北,而俄罗斯位于北半球中高纬度,不可能被2012 DA14或者任何与其轨道相近的天体击中。而且,造成车里雅宾斯克事件的天体系由东向西运行,运行方向和2012 DA14几乎垂直。由此可以看出,两件事的确只是”恰好“在同一天发生的。


现在科学技术如此发达,为何没有提前发现这颗小行星并做出预警?

  最简单的答案:因为这颗小行星是从太阳的方向飞过来的,故人们没有提前发现。

  另一方面,小行星的直径只有15米,仍然是太小了,它需要非常靠近我们才能显得足够亮,因此留给天文学家们发现它的时间非常短(根据经验,以现在的观测能力,这个”时间窗口“的长度大概是几天到一个星期左右),目前的近地天体监测网络只能做到大约一到两个月覆盖全天一次,显然并不足够。如前文提到的,类似2008 TC3的撞击事件几乎每年都在发生,但完善的巡天网络已经建立了十多年,却只发现一例,也可以说明目前观测能力的局限性。


有消息说这是美国人试验新式武器,如果不是因为俄罗斯空军进行了拦截,这次事件后果会更严重……

  如果你看过流星的话,会发现这次事件的火流星和一般流星的视速度看起来差不多,从视频中反映的冲击波延迟现象来看,其出现高度也不低(简单的估算可以推导出其爆炸高度大概在几十公里这个量级)。流星体的速度在每秒二三十公里左右,即使打个对折,也有每秒十公里,这个速度已经接近挣脱地球-月球的引力系统了。除了行星际探测器之外,有什么人造物体需要跑那么快?或者说有哪个国家能精确拦截如此高速的物体?


为什么你不说是外星人飞碟坠毁什么的?

  先不提专门研究流星、陨星的科学家对这样的现象如何见怪不怪,只要想想,一个能将飞行器加速到每秒18公里的文明居然不掌握基本的着陆技术,这也太菜了点呀……


陨星会伤人吗?是不是该买陨星保险了?

  历史上有少量陨星夺命的记录,最著名的是1490年甘肃的陨石雨,死者”数以万计“。不过总的来说,被陨石击中仍然是个小概率事件。著名天文学家Alan Harris通过计算认为,一个人一生中被陨石击中的概率约为70万分之一,甚至略低于一个人一生中遇到一次空难的概率。他开会做报告时最爱讲的一个段子就是”我冒着更大的危险来宣传小行星撞地球的危险“。


科学家们是如何研究流星和陨星现象的?

  流星/陨星科学处境很微妙,它研究的是天上的目标,但这些目标却有可能被人们拿到实验室里研究,从而获得其母体信息。乍看上去,流星科学似乎是天文学下的分支,但实际上它和大气科学以及地球科学的关系也非常密切。简单来说,天文学家们通过摄像、望远镜、雷达和次声等方式探测和研究流星体,这联系着太阳系小天体以及空间科学的领域;同样的数据也可以让大气科学家们获得流星层的大气信息(比如温度、风速风向、臭氧等),这联系着大气科学尤其是大气化学的领域;地球科学家们则大多研究陨石本身、陨石坑的演化以及它们对生物圈的影响,这就联系着地质学甚至是古生物学的领域了。

  本文刚完稿时,我在微博上看到 @宝中堂 围绕这次老天暗中”放冷箭“的事儿写了个段子,实在写得太精辟了,于是在这儿冒昧引用,就算是个有趣的收尾吧:“我最近有一个构思。”“说来听听。”“故事说一颗小行星飞向地球,引起社会恐慌,科学家告诉人们,经过计算,小行星会从地球附近掠过,不会撞上,科学是不会有错的。最后果然没事。人们松了口气,正在此时,另一颗之前没发现的小行星撞向了地球……有意思吧!”“胡编乱造,怎么可能有这么巧的事!”

本文来源:http://y234.cn/?p=6197

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