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科学家希望通过月球撞击更好地了解近地天体

2021-10-10 17:10:14 科技 来源:
导读 科学家们正在利用月球上的光爆发,以便更好地应对岩石对地球轨道上的卫星、航天器、可能的月球基地和地面人员构成的危险空间。这些亮点被称

科学家们正在利用月球上的光爆发,以便更好地应对岩石对地球轨道上的卫星、航天器、可能的月球基地和地面人员构成的危险空间。这些亮点被称为月球闪光,标志着小的,有时不是那么小的小行星在月球表面的撞击,并且强大到足以看到随后来自地球的爆炸。

第一次报道的闪光可能发生在1178年6月,当时一群英国僧侣将月亮的“角”分成两部分。

哥伦比亚麦德林安蒂奥基亚大学的天文学家豪尔赫祖卢阿加(Jorge Zuluaga)说:“这些僧侣的故事是由20世纪80年代的《宇宙》电视剧宣传的。

他补充说,有可能看到僧侣们看到了形成22公里宽的乔尔达诺布鲁诺陨石坑的影响,这是在月球圆盘边缘附近从地球上看到的最近的地质疤痕。如果是这样,那真的是一场大爆炸。

祖鲁阿加说:“受影响的能量可能有几千兆吨,这意味着僧侣们看到的是人类有史以来目睹的最大爆炸(除了太阳耀斑)。

他补充说,以这种方式制造的小行星可能有100到1000米宽——足够大,我们很幸运,被撞击的不是地球。

1178年,从地球上只看到一次真正的大闪光。如今,一个名为“近地天体月球撞击和光学瞬变(NELIOTA)”的欧洲项目正在使用希腊雅典国家天文台的1.2米望远镜观测近地天体的撞击,该撞击可能小如台球。

因为月球太阳光照射的表面的眩光盖过了NELIOTA的闪光探测器,所以只有在新月阶段观看时,程序的大部分表面才是黑暗的。

然而,天文台的天文学家阿尔切斯特博纳诺斯说,它在90多个小时的观察时间里检测到了57次闪光。她最近在德国达姆施塔特的一次会议上报告了她的发现。

在2019年1月21日的月全食期间,美国和西班牙的天文学家观测到了另一次闪光。它吸引了很多媒体的关注,因为它发生在数百万人观看月球的时候,尽管大多数人没有。望远镜看到了闪光。

博纳诺斯说,对于整个月球来说,每小时可能有大约7次撞击,这足以让NELIOTA发现,也就是大约500万平方公里。听起来不多,但是一年8760小时,可能性会增加。此外,对于NELIOTA来说,鹅卵石的影响可能要小得多。

当然,类似的岩石会经过地球,当它们穿过天空时,会产生流星和火球。虽然大多数都很小,但有些不是。

2013年,一颗20米长的巨石在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸,炸毁窗户,近1500人受伤,其中大部分是玻璃碎片。

2019年2月1日,一块360吨重的岩石(因此比车里雅宾斯克区块重约40倍)在古巴西部爆炸。这一次,没有人受伤,但数百个碎片落在地上,据报道,一些碎片落在房屋上。

但是很难从地球上研究这些,因为从下面看,我们的视野相当小。

博纳诺斯说:“监测月球闪光更有效。“我们可以对一个面积比通过观察夜空可以采样的面积大100倍的区域进行采样。”

只有一个问题。当我们看到月亮发光时,我们看到的是爆炸的能量,这是质量和速度的函数。明亮的闪光可能是小物体快速移动的结果,而较暗的物体可能来自移动较慢的较大物体。

“撞击器的大小有些不确定,”博纳诺斯同意。

她建议,一种解决方案是在流星雨期间观察月亮闪光,其中每组中所有粒子的速度和方向都是众所周知的。

然而,因为Zuluaga的团队开发了一种叫做引力光线追踪的方法,像古巴火球这样的事件也可能有助于解决这个问题。

重力射线与重力波无关,天文学家用它来研究遥远的空间事件。

相反,引力光线追踪使用动画电影工业开发的数学工具来评估撞击线可能来自的数千种可能的速度和光线。然后,它追踪每条射线上与物体相关的轨道,并将它们与大到足以通过望远镜发现的近地天体进行比较。

如果射线追踪到一个未知大型近地天体的区域,它就不太可能是较小岩石的来源。如果它回到一个已知布满近地天体的区域,那盏灯会竖起大拇指。

一系列可能的候选者给出了撞击器的可能轨道的近似值,以及它的速度和它撞击的能量质量。

使用这种方法,Zuluaga的团队确定,2019年1月的撞击器——产生了相当于0.3至0.5吨TNT的爆炸——很可能是篮球大小的岩石,体积在7至40公斤之间,撞击速度约为14公里。第二,大约每小时5万公里。

但这只是理论计算。

当日全食后几天火球来袭时,祖鲁亚加意识到他有一个完美的机会来测试他的方法。

古巴火球在光天化日之下进入,留下了几十名游客拍摄的烟雾痕迹。这使得它的实际速度和轨迹易于计算。

然后,Zuluaga应用了他的引力光线追踪技术。

用于撞击者在同一时间和地点击打,假装他还不知道真正的答案。

当他比较两者时,他们匹配。

奇怪的是,该团队对车里雅宾斯克冲击器进行了类似的计算,并再次发现他们的计算与撞击者穿越天空的路径所显示的速度和方向密切相关。

当然,这只是两个案例研究,但这表明Zuluaga的方法也适用于击中月球的物体。

技术距离能够探测快速移动的岩石和鹅卵石还有很长的路要走,它们可能会撞击卫星或月球基地。目前还不可能对车里雅宾斯克和古巴等火球发出警告。

“像车里雅宾斯克和古巴那样的流星体尺寸相对较小,使它们在撞击之前几乎检测不到,”安娜提奇亚大学Zuluaga的同事Pablo Cuartas-Restrepo说。

但潜在危险的流星体比人们曾经认为的更频繁地流入人口稠密地区。2004年,一块1.3千克的岩石从屋顶坠落,撞到了新西兰奥克兰郊区的一张沙发上。

当他搜查记录时,一名名叫沃尔特分公司的人在2006年之前发现了124起这样的事件,其历史可以追溯到861年,当时据报道,一枚陨石穿过日本神殿的屋顶。

“可悲的是,我们还没有能够保护我们的社会免受这种威胁,”Zuluaga团队的第三名成员Mario Sucerquia说。但他补充说,应该有可能计算全球各地的影响概率,至少在人口稠密的地区。

“这可能有助于我们采取预防措施,”他说。


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