苏梅克-列维9号彗星 - Wikiwand
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苏梅克-列维9号彗星

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D/1993 F2 (Shoemaker–Levy 9)
1994年5月17日,哈伯太空望远镜拍摄到的苏梅克-列维9号彗星,可见木星引力将彗星扯碎成21块直径5公里左右的碎片[1]
发现
发现者 卡罗琳·苏梅克
尤金·苏梅克
戴维·利维
发现日期 1993年3月24日
轨道参数
轨道倾角 94.2°
物理特征
大小 1.8 km(1.1 mi)[2][3]

苏梅克-列维9号彗星(英语:Shoemaker-Levy 9,简称SL9临时编号 D/1993 F2,又译苏梅克-列维9号彗星苏梅克-列维9)是一颗彗星,于1994年7月中下旬与木星相撞。这是人类首次直接观测太阳系的天体撞击事件,引起全球多家主流媒体的关注,也引发各地天文学家天文爱好者的观测热潮。人们透过这次事件更多了解到木星及其大气的资料,以及木星所扮演的在太阳系内以强大引力清理“太空垃圾”的“清道夫”角色,使地球上的复杂生命免于受到频繁的天体撞击。

这颗彗星是由美国天文学家尤金卡罗琳·苏梅克夫妇(Eugene and Carolyn Shoemaker)及天文爱好者戴维·利维(David H. Levy)三人于1993年3月24日在美国加州帕洛玛天文台共同发现的,那是他们发现的第九个彗星,因此依据国际星体命名规则依照三位的姓氏命名。

此彗星很可能源于火星和木星轨道之间的小行星带,后成为周期彗星。电脑推算运行轨道的结果显示出在1994年7月8日距木星表面4万公里时因受到强大的引力而分裂为21个小碎块,并于格林尼治标准时间1994年7月16日20时15分开始以每小时21万公里的速度陆续坠入木星大气层,撞向木星的南半球,形成了彗星撞木星的天文奇观。

多块碎片的撞击威力中,以碎片G的威力最大。它于7月18日07时32分 (UTC)撞向木星,威力达六兆吨TNT炸药(其当量相当于全球核武器储备总和的750倍),所造成的疤痕比地球直径长。因发生地点十分遥远,对地球并无任何影响。

撞击
撞击

发现

1993年3月24日晚,当时苏梅克夫妇及列维正在研究及观测近地天体,却无意中发现了这颗彗星,并把原来的计划改为观测这颗彗星。该发现于3月27日的IAU第5725号通告中公布,其后,不少观测者均在他们在3月24日前拍得的照片中找到那颗彗星。

凭着多张照片提供的线索,发现SL9彗星的活动并不寻常,人们发现它拥有多个内核,其总长度达50角秒,以及达10角秒宽。天文电报局的马斯登(Brian Marsden)注意到,SL9彗星在角度上,距离木星仅4°,最初认为这是投射效应,但后来从它们的视觉运动上看到,SL9彗星实质上接近木星,并向苏梅克夫妇及列维提出,他们发现了一颗遭木星强大引力扯裂的彗星碎块。

绕木星公转

经过计算这颗彗星的轨道资料,SL9与其他彗星不同,它并非围绕太阳,而是绕木星公转,其远木点为0.33天文单位,公转周期为2年,轨道形状也极为椭圆,离心率达0.9986。

及后再追溯它以前的轨道活动,SL9绕木星公转已有一段时间。它原是一颗绕日公转的短周期彗星,其远日点分别位于小行星带内部及木星轨道附近,有可能是于1970年代或更早期被木星的引力掳获。不过,人们并没有任何于1993年3月以前拍到的SL9彗星照片。

该彗星于1994年7月7日极度接近木星,距离其云层顶部仅40,000公里,比木星的半径(70,000公里)还要短,并在行星的洛希极限以内,其潮汐力足可把物体撕碎。比起以往的多次接近木星记录,7月7日那次看来是历来最接近的,人们多认为这次靠近木星使SL9彗星碎裂。它分裂成多块碎片,并以英文字母 "A" 至 "W" 表示。

令行星天文学家更兴奋的是,SL9彗星会再度通过距离木星中心45,000公里处,比木星半径还短,意味着SL9会有很大机会将于1994年7月撞向木星,并认为这串彗核穿越木星大气的时间将持续五天。

撞击预测

由于当时天文学家从未见证过太阳系的天体撞击,因此SL9彗星将撞击木星的发现,引起了全球天文学界的振奋。人们对该彗星作更深入研究,以更准确计算它的撞击时间及机会。又因为在彗星撞击时会把木星内部的大气及其他物质释出,这起撞击又为天文学家提供难得的机会,去窥探木星内部的大气。

天文学家预计该彗星的碎片长度介乎数百米至数公里之间,并提出彗星在未分裂时,曾拥有达5公里长的彗核,比后来出现的百武彗星内核还大,它在1996年接近地球时变得明亮。而引起最多争论的地方是其天体撞击对木星的影响如何,有说法指,碎片有可能继续被撕碎,成为大型流星

除此之外,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。

长期影响

撞击中可见的伤痕可以在木星上看到好几个月。它们非常显眼,观察者将它们描述为比大红斑更容易看见。这些斑点可能是木星观测史上最突出的瞬态特征,尽管大红斑以其醒目的颜色著称,但SL9造成的暗斑与尺寸是有史以来第一次观察到。

光谱观测发现,在碰撞后,氨和二硫化碳在大气中持续存在至少十四个月,原本应该在对流层的氨,也在平流层发现可观的数量。

与直觉相反,在较大的撞击地点,大气温度下降到正常水平的速度要快于较小的撞击地点:在较大的撞击地点,15,000至20,000公里(9,300至12,400英里)宽的范围内温度升高,但是一周后即回到正常水平。在较小的撞击地点,比周围环境高10 K(18°F)的气温持续了近两周。木星的平流层温度在受到影响后立即上升,然后在2-3周后降至撞击前温度以下,然后缓慢回升至正常温度。

撞击频率

木卫三表面的连续环形山
木卫三表面的连续环形山

在SL9彗星撞击木星之后,人们又找到五颗彗星(包括编号82P、111P及147P)一度绕木星公转。据研究结果显示,由于木星的质量位居太阳系行星之冠,凭其强大引力可抓获不少彗星,成为它的“卫星”。

这些被木星掳获的彗星多拥有不稳定的绕木轨道,其路径极为椭圆,通过远木点时又容易被太阳的引力所影响。研究指出彗星撞木星的次数,平均每个世纪会发生一两次,但像SL9般较大型的彗星撞击则更少见,平均每一千年发生不多于一次。

此外人们又找到不少证据,指出木星及其卫星以往也曾发生连串彗星碎块撞击。在伽利略号及两艘航行者太空船飞经木星时,它们拍得木卫三木卫四的表面有一些连续的环形山,当中前者有三串,后者更多达13串。虽然月球表面也有连续的环形山,但那些环形山多是由大至小来排列,这是陨石撞击月球并经多次反弹所造成的,因此环形山也一个比一个小。而木卫的情况则不同,每串环形山的陨石坑大小均差不多,陨石反弹决不能做出这样的景观,在SL9彗星被发现前,这些环形山串的由来仍是一个谜,彗星撞木星这个天文奇观,为木卫的环形山串的由来提供了重要线索,它们有可能是多块碎片同一时间撞击木卫而造成的。

“太空吸尘机”

SL9彗星撞木星这个天文奇观,突显了木星为内太阳系扮演着“太空吸尘机”的角色。研究指出它的强大引力可吸掉不少彗星小行星,木星发生彗星撞击的几率是地球的2,000至8,000倍。[4]

科学家一般相信,距今6,500万年前的恐龙灭绝事件,可能原因是因为天体撞击而造成的,并形成了位于墨西哥境内的希克苏鲁伯陨石坑,说明了一旦地球发生这样的天体撞击,造成的后果是灾难性的。他们又认为如果没有了木星这部“太空吸尘机”,这些小型天体将会撞向内太阳系的类地行星,撞击地球的机会也会随之增加,使得地球出现生物灭绝的次数更多,在这样的环境下,地球或许会难以孕育出复杂的生命。[5]

参考文献

  1. ^ Howell, E. Shoemaker–Levy 9: Comet's Impact Left Its Mark on Jupiter. Space.com. February 19, 2013. 
  2. ^ 引用错误:没有为名为Solem1995的参考文献提供内容
  3. ^ 引用错误:没有为名为Solem1994的参考文献提供内容
  4. ^ Collisional probability of periodic comets with the terrestrial planets - an invalid case of analytic formulation Nakamura T., Kurahashi H. (1998), Astronomical Journal, v. 11, p. 848: for Jupiter-interacting comets of greater than 1 km diameter, a Jupiter impact takes place every 500-1000 yr, and an Earth impact every 2-4 Myr.
  5. ^ Wetherill, G. W. (1994), Possible consequences of absence of Jupiters in planetary systems, Astrophysics and Space Science, v. 212, p. 23–32

相关网站

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