哈勃望远镜首次拍摄到外太空两小行星剧烈碰撞镜头

2010-10-18 15:41 来源: 搜狐科学
837 收藏到BLOG

哈勃太空望远镜拍摄的这张快照显示了一颗小行星被撞后的景象。

  此图片显示了哈勃太空望远镜从2010年1月到5月的五个月期间所拍摄的四幅图像,显示了一个有着奇怪形状的碎片,可能来自两个小行星发生碰撞产生的。

  这张照片摄于2010年3月,欧洲航天局的太空探测器Rosetta所携带的摄像系统拍摄到了行星天体P/2010 A2。

  据英国《每日邮报》10月15日报道,美国宇航局科学家利用哈勃太空望远镜首次捕捉到外太空两小行星剧烈碰撞的镜头,并拍摄了一组快照,显示了小行星在太空相撞后的景象,这是人类第一次直接观测到小行星相撞,而不是利用几百万年前留下的残骸进行推测。有关研究报告及照片发表在10月14日出版的《自然》杂志上。

  两颗小行星在远离地球9000万英里处发生碰撞,撞向对方的时速高达11000英里(约17700公里),产生了大量残骸,撞击产生的能量相当于引爆一枚小型原子弹。

  美国加利福尼亚州大学洛杉矶分校天文学家、负责“哈勃”观测的天文学家大卫·杰威特介绍说:“哈勃望远镜拍摄的图像上纪录着碰撞发生在2009年2月到3月。我们预计碰撞发生后,碎片场会急剧扩张,就像手榴弹爆炸后弹片向四周飞散。于是,我们赶紧用哈勃望远镜观察碰撞后的情景。但实际情况恰恰相反,我们发现这个天体膨胀的速度非常非常缓慢,不是我们所预测的碎片场在一个星期内扩散开,而是在 2010年1月观察时,它们才慢慢停止扩散,膨胀时间差不多用了一年。”

  两颗小行星碰撞后产生了一个巨大的岩石,天文学家将之命名为“P/2010 A2”,刚开始以为它是一颗彗星,因为在2010年1月观测时发现它拖着长长的尾巴,但进一步观测发现,这是一个更为奇特的天体,它拥有一个怪异的X形核。哈勃望远镜从2010年1月到5月拍摄的照片显示,这个天体的核直径为390英尺(约120米),尾巴中的尘埃颗粒大小在1至2.5毫米之间,足以形成一个直径65英尺(约20米)的球。观测结果还表明,该天体即使在碎片场慢慢扩大的情况下,仍然保持X形。

  这个天体为何出现一个怪异的X形核呢?杰威特表示:“这就像将一块砖扔进水池后,飞溅的水花绝不会像是一个平滑的窗帘,而是一系列喷流、细丝以及其它结构,反映出砖的外形和撞击角度等等。具体到P/2010 A2身上,无论是撞击者还是被撞者都可能呈球形,X形臂可能反映的是不规则的形状以及一次偏离中心的撞击。X形天体里的较大物质分散得非常缓慢,也决定了这种形状结构能够保持很长时间。”

  通过对P/2010 A2星体的轨道的研究表明,它属于Flora小行星家族,也就是一亿年前由于大碰撞产生碎片,并形成了无数的岩石。据说,那次撞击产生的一个碎片在6500万年前撞击了地球,导致了恐龙的灭绝。

  杰威特教授解释说,小行星之间相撞较为常见,但使用照相机拍摄相撞的小行星面临很大困难,因为大的撞击较为罕见,而类似P/2010 A2这样的小撞击又非常暗淡模糊。通过相撞形成P/2010 A2的两颗小行星此前并不为科学家所知,因为它们亮度极低,无法被观测到。即使发生碰撞,也不易被观察到,因为两颗小行星与太阳处在同一方向。

  天文学家估计中等体积的行星每年大约发生一次相撞事故。当它们发生碰撞时,会有大量的尘埃物质散落在太空中。但是到目前为止,天文学家一直依赖电脑模型预测碰撞产生的频率以及产生尘埃物质的数量。杰威特教授说:“这次的观察值非常重要,因为我们需要知道太阳系中的尘埃的来源,以及哪些是由小行星碰撞产生的,而不是来自‘除气’的彗星。我们也可以运用这些发现解释其它恒星周围的尘埃碎片盘现象,因为尘埃碎片可能是由盘内看不见的天体之间的碰撞产生的。了解尘埃碎片产生的原因就可探索到那些不可知天体。”

  在行星碰撞过程中,小行星由大变小,甚至变成碎片尘埃,这被称为由碰撞引起的研磨,这通常被认为是小行星被摧毁的主要原因之一。

  天文学家认为,在此次小行星撞击中,体型较小的小行星蒸发掉,剥离掉较大小行星上的物质。太阳辐射产生的压力随之将撞击碎片吹到小行星后面,形成一条好似彗星的尾巴。也许是碰撞的力量不足以将原来的天体粉碎成非常小的颗粒或在碰撞之前尾部是由一些较大物质组成的,这意味着,P/2010 A2是由砾石堆积而成的。尼斯沃尼博士说:“我们将进一步进行观察研究,从而确定哪一种推测是正确的。毕竟,小行星相撞会产生各种各样的物质,我们希望通过这些物质探知到更多的天体。”

  美国西南研究所的行星动力学家戴维·尼斯沃尼(David Nesvorny)通过反复研究指出,这些发现为研究小行星相撞时的行为表现以及撞击碎片如何形成遍布太阳系的尘埃提供了新线索,此次拍摄所得的照片也为科学家研究如何防止其它行星碰撞地球提供了新思路。