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2014年,火星遭遇彗星劫

(文/Phil Plait)无论上个月坠落在俄罗斯车里雅宾斯克的陨石雨有没有引起你的关注,现在曝出的这条消息一定会让你大吃一惊:2014年,一颗彗星可能会撞上火星。尽管到目前为止,彗星直接撞击火星的概率仍然很低,但火星很可能会被这颗彗星所裹挟的各种碎片击中。

这个消息确实惊人。不过需要澄清的一点是:准确预言彗星的轨道比较困难,更何况这颗彗星与火星相遇距离现在还有20个月!事情可能会发生很大的变化,以下将要提到的,只是目前我们所知的情况。

彗星来袭

这颗彗星名为C/2013 A1(塞丁泉),是澳大利亚资深彗星猎手罗伯特·麦克诺特(Robert McNaught)在2013年1月3日发现的。这颗彗星被发现的消息刚刚公布,参与卡特琳娜巡天项目(Catalina Sky Survey)的天文学家就在他们自己的数据库中找到了2012年12月8日拍到的彗星照片。这些数据帮助天文学家确定了这颗彗星的轨道。根据计算得出的轨道外推,他们发现这颗彗星会在2014年10月19日前后以极近的距离飞掠火星,到火星的距离只有大约100000千米。

美国新墨西哥州的ISON-NM天文台2月底所作的观测,进一步修正了彗星轨道,能够作出更准确的预测。把这些新数据考虑在内的话,这颗彗星会从距离火星更近的地方飞过;另一位资深彗星猎手莱昂纳多·叶列宁(Leonid Elenin)预测,它会从距离火星表面只有37000千米的高度上掠过。

已经相当近了,但好戏还在后头。

冰“火箭”

彗星与小行星类似,都是行星际空间中的碎块,主要由岩石构成,围绕太阳运转。不过,彗星上还含有大量的冰——这些冰在地球上通常都呈气态和液态,比如二氧化碳、一氧化碳和水。但在太空深处,它们会被冻成固体(构成了彗星的固体部分,被称为彗核)。随着彗星一点点靠近太阳,彗核会被加热,这些物质也会升华,直接从固体变成气体。

它们在彗核的表面和内部都有分布,因此在升华的时候,它们会像地球上的喷泉那样,从一个个出气口喷涌而出。这些出气口起到了类似火箭的作用,轻轻地推动着彗核。久而久之,这一过程就会稍稍改变彗星的轨道——这正是精确预测一颗彗星很久以后的确切位置如此困难的原因所在。


2010年,EPOXI探测器近距离飞掠哈特雷2号彗星,可以看到彗核上有好几处出气口正在喷射气体。图片来源:NASA/JPL-Caltech/UMD

目前,这颗彗星距离太阳仍然超过10亿千米,冻得像石头一样结实。但是,天文学家已经观察到少量的气体活动,未来一年内它会越来越靠近太阳,很可能喷出更多的气体。果真如此的话,它的轨道或许会发生改变,把它推离火星更远一些——当然,也有可能把它推到直接跟火星相撞的轨道上。至少要等到2013年夏末,有了尽可能多的观测数据之后,我们才能确定到底会出现哪一种情况。

需要明确的一点是:地球不会因为这颗彗星而遇到任何危险。前面提到的彗星轨道偏移幅度是非常小的,那颗彗星距离地球最近也远在数百万千米以外。我们很安全。

穿越彗发

还有更精彩的。彗星通常不是非常结实。你可以把它们想象成一大堆松散的石块,是被冰冻结在一起的。随着冰的升华,彗星本身也会部分瓦解,有些碎块会脱离彗核。这些物质小的可能像砂粒一样,大的则像卵石一般,会沿着与彗核本身非常相似的轨道运行(这也正是流星雨形成的原因)。升华出来的气体也会在彗核周围扩散成一大团物质云,被称为彗发。尽管彗核的直径可能只有几千米,彗发的直径却可以达到好几十万千米!

请注意,彗发的直径可能会大于天文学家预言的彗星飞掠火星的距离,这样一来,事情就变得非常有趣了。这意味着火星完全有可能,而且是很有可能,从彗发这团物质云中间穿过去。距离彗星越近,火星就越有可能被彗核上瓦解出来的大大小小的碎屑击中。

如果这种情况真的出现,火星这颗红色行星上就将迎来一场无与伦比的流星雨。

我不确定我们在地球上能不能看到这场奇观。火星届时在地球的夜空中所处的位置将非常适合观测,但彗星上散落出来的大多数碎片都相当小,在地球上看见它们的可能性非常低。此外,那颗彗星也会出现在火星附近,干扰我们的视线!

火星还有两颗天然小卫星,形状酷似土豆,直径只有几千米宽。如果能够仔细比对彗星掠过火星前后拍摄的照片,看看这两颗卫星的表面有没有出现任何新的撞击坑,一定会很有意思。


2013年1月20日,Vatican天文台拍到的塞丁泉彗星,这颗彗星距离太阳仍在10亿千米以外,但已经表现出一些气体活动。图片来源:Carl Hergenrother

深度撞击

如果彗核本身撞上火星,那就太棒了——我是说,(对于火星来说),这会是一场灾难。彗核的确切大小还不确定,可能只有15千米,也可能足有50千米。就算只有15千米,这也意味着火星将承受一场超乎想象的撞击。这颗彗星围绕太阳运转的方向是逆行的,因此它将以大约每秒55千米的速度撞上火星,这意味着彗星携带着超大量的动能。这些能量会在撞击时释放出来,形成一场爆炸,一场非常非常巨大的爆炸。

简单作一下计算,这场爆炸将会释放的能量大约有1000万亿吨TNT爆炸,相当于2500万颗地球上曾经试验过的最大核武器在同一时间被引爆。

撞击留下的巨坑直径将达数百千米,在很长很长的一段时间之内,这将火星上遭遇的最大规模撞击事件。不过,需要再次提醒的是,现在没有谁能够保证这颗彗星就一定会撞上火星。更有可能出现的情况是,彗星近距离飞掠火星,这也已经足够惊人了。

从某种意义上说,对于地球上的我们来说,这样一场撞击不是一件好事:几乎可以肯定,我们将损失目前在火星表面上工作和在轨道上环绕火星运转的所有无人探测器。如此规模的一场撞击产生的碎片会散落到整个火星,机遇号和好奇号火星车肯定会受损或者被摧毁。就连环绕火星的轨道也不安全,撞击会将大量物质抛离火星表面,以各种各样的轨道环绕火星运行。到时候,火星周围的空间探测器将会在一片枪林弹雨之中穿行。

就算那颗彗星没有撞上火星,只是近距离掠过,也可能会对那些探测器造成威胁,因为彗星会产生大量碎屑。如果我们足够幸运,这些探测器能够完好无损地躲过这一劫,它们很有可能会传回一些令人惊叹的图片。现在我们只能等待,看接下来的几个月里这件事情会怎样发展。

相关的果壳网小组

编译自:Bad Astronomy博客,Mars May Get Hit By a Comet in 2014

最新更新

4月8日,美国宇航局喷气推进实验室根据现有观测数据重新修正了塞丁泉彗星(C/2013 A1)的轨道,预测这颗彗星将在2014年10月19日从距离火星11.4万千米处飞掠,而可能的最近距离为9000千米,基本上排除了彗核直接命中火星的可能性。目前的最新预测,彗星撞击火星的几率为1/120000。

The End

发布于2013-03-04, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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Steed

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