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创造了英仙座的彗星可能会终结人类?

 博科园 2020-02-15

一种小行星与地球相撞,类似于(但更大、更慢的)而不是快速的塔特尔和地球之间的碰撞。图片版权:NASA / Don Davis

【博科园-科学科普】你还记得今年即2017年8月12日晚上壮观的英仙座流星雨吗?我们太阳系的每一个天体,从海王星到我们的内部,在岩石行星的所在的地方,都将成为一颗彗星,当它接近太阳时它的冰融化,形成了我们与它们关联的尾巴,也创造了一个碎片路径,如果它们穿过地球的轨道,就会产生流星雨。几千年来最稳定、最壮观的流星雨是由109P /斯威夫特-塔特尔彗星创造的英仙座流星雨。

这是2015年的座流星雨,与27个单独的图像包含29颗流星合并在一起的复合图像。图片版权:Trevor Bexon / flick

它的体积非常大(直径26公里),速度几乎是小行星撞击地球的30倍。在接下来的几千年里它将会离地球很近。如果木星它也经过——给了它一点点的引力,它就可以被扔进太阳系内部,抛向太阳或者直接进入我们的世界(地球)。如果这种情况真的发生了,那么2400年以后这将是我们世界上数亿年来最大的一次物种灭绝。

彗星的碎片流——显示在碎片之间的细线,追踪它的轨道并产生流星雨。尽管整个河流可能有数百万公里宽,但山顶却要窄得多。当地球穿过中心线时这表明我们正处于被母彗星撞击的危险中,如果它和我们同时占据相同的空间。图片版权:NASA / JPL-Caltech / W. Reach (SSC/Caltech)

每年8月英仙座流星雨都会让各地的天文爱好者们感到高兴。虽然有些年份令人失望,但要么被明亮的月球冲掉,要么为地球提供相对稀疏的粒子流,与其他年份发生碰撞。今年在月亮升起之前,满月将会冲刷掉大约一半的流星,这是观赏日落的最佳时间。尽管我们中的许多人将会享受每小时60 - 100颗流星,但这提醒了我们一个令人不安的现实:有一天,木星可能会对彗星产生影响,导致这颗流星雨出现,并导致它与地球相撞。

在1992年彗星雨丝-塔特尔彗星最后一次进入太阳系内部时被拍到。然而其他行星重力的影响有可能戏剧性地改变它的轨道。图片版权:NASA

首先好消息是:行星和彗星的运行轨道是可以计算的,而这颗特殊的彗星- 109P /斯威夫特-塔特尔- ——它的轨道属性非常有名和容易计算的。每133年它就会绕着太阳运行一个完整的轨道,离地球的轨道大约有800万公里(500万英里),但它离太阳的距离比冥王星最远的距离还要远。它上一次进入内太阳系是在1992年12月,直到2126年才重新开始。我们在3044年将会有一个近距离的传球(在100万英里以内),但它应该会错过我们。事实上它的下一个2000多年的轨道被绘制得非常好,地球是100%安全的,直到至少4479年当它再次接近地球的时候。即便如此仍有99.9999%的几率会错过我们。

从地面(左)和空间(右)看,许多流星在很长一段时间内撞击地球。在接下来的几千年里,这是109P /斯威夫特-塔特尔彗星在地球上唯一的作用,但这可能在第五千禧年发生变化。图片版权:Astronomical and geophysical observatory, Comenius University (L); NASA (from space), via Wikimedia Commons user Svdmolen (R)

但是随着每一次进入太阳系内部,一个气体巨行星将会影响这颗彗星的轨道。有这样一个机会,就像今年的英仙座流星雨的碎片被推进到地球的轨道上,未来的某一天,这颗彗星将会与地球相撞。每个轨道平均包含的彗星撞击地球的概率为0.000002%。这可能看起来很小,但它比你赢得强力球的几率大六倍。只有在这种情况下这才是最终的宇宙损失。斯威夫特-塔特尔彗星的直径为26公里,它的宽度至少是小行星的260%,使恐龙灭绝而且它的速度是恐龙杀手在穿越地球轨道时移动的速度的四倍。把所有这些因素加在一起,直接影响将导致大约28倍的能量释放,成为地球过去1亿年间最大规模的灭绝事件。

彗星斯威夫特-塔特尔的轨道路径,它非常接近于穿越地球在太阳周围的路径。虽然地球上至少有2400年没有危险,但彗星残骸上的流星在可预见的将来每年都会为我们的天空增色。图片版权:Howard of TeachingStars

科学家们将小行星与行星碰撞的可能性,通过测量它的MOID或者最小的轨道相交距离来进行分类。如果只有这两个天体绕着太阳运行,而且没有相互之间的引力作用,离我们这么近的彗星有多近呢?答案是低得吓人的0.000892,在任何低于0.05的情况下,美国被认为是“潜在的危险”。这相当于至少13.3万公里的距离,这仅仅是地球和月球距离的三分之一。事实上如果我们查询NASA的太阳系动力学数据库,并问它所有的物体都大于50米,并且在地球的0.001的范围内通过,我们发现只有4个。

美国国家航空航天局可能存在直径大于50米的潜在危险物体的截屏,以及小于0.001的莫伊兹。图片版权:NASA / JPL-Caltech, via 

另外三个是移动速度缓慢的小行星,直径不超过400米,而彗星斯威夫特-塔特尔则有26000米宽!其他足以引起巨大的地区灾难,摧毁一个城市或造成毁灭性的海啸十倍著名的2011年袭击日本的海啸,导致地球看到火山口的喜欢也许只是每隔100000年。这样的一次撞击将比美国西南部著名的流星陨石坑产生的流星撞击要高出10 - 100倍。

位于亚利桑那沙漠的流星(Barringer)火山口直径超过1.1公里(0.7英里),仅代表3 - 10兆吨的能量释放。一个300 - 400米的小行星撞击将释放10 - 100倍的能量。图片版权:USGS / D. Roddy

然而如果高速速塔特尔能撞击地球,它将释放超过十亿兆吨的能量:相当于两千万氢弹爆炸的能量。毫无疑问产生于英仙座的彗星无疑是人类所知的最危险的天体,正如Gerrit Verschuur在《彗星与小行星撞击》一书中所写的。我们有几千年的安全保障,但随之而来的是与太阳系世界的引力相互作用是不可预测的。尽管概率无法很好地计算出来,但木星的引力推力的错误可能导致地球自40亿年前月球诞生以来地球历史上最重大的碰撞。

这个巨大的撞击假说认为,一个火星大小的物体与早期地球相撞,而碎片不会回到地球形成月球。在地球的所有历史中可能没有比这更大的碰撞。图片版权:NASA/JPL-Caltech

所以尽情欣赏这颗彗星吧(每年8月的英仙座流星雨),当你这么做的时候想想我们是多么的幸运,直到现在这颗彗星在每一个轨道上都没有我们。总有一天除非我们非常非常幸运,这场流星雨可能会成为厄运的前兆,因为任何大型生物特别是陆地动物,都将面临灭绝的极端危险。一种微小的几乎无法察觉的重力牵引可能是哺乳动物时代的终结。在我们的银河系中几千万年的相对和平之后,一颗错误的彗星可能会把我们都带进来。

怎么样?你的小心脏是不是要掉出来了?其实小编觉得随着科技的进步即使到时候100%的机会率撞向地球,那时的人们已经完全有能力将这种威胁轻松消除!

作者:Ethan Siegel(天体物理学家)

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