
2023年2月13日,小行星2023CX1被观测到划过法国诺曼底上空。由此产生的圣皮埃尔勒维热陨石坠落事件是搜寻地外文明研究所(SETIInstitute)和美国国家航空航天局艾姆斯研究中心开展的这项研究中所分析的75起事件之一。(图片来源:G.deReijke)
在我们的一生中,至少有一次,我们都见过一道明亮的光带短暂划过天空,然后迅速将其称为小行星、流星、陨星、彗星,或者其他我们听别人用来描述它的奇趣名称。那些称它为流星的人,你们是对的,但我们稍后会谈到这一点。太空岩石(其科学名称为火流星)穿过地球大气层并撞击地面的时间实际上只需要几秒钟。但在这段非常短暂的飞行时间里,太空岩石会发生什么变化?科学家们又如何利用这些信息来了解某块特定太空岩石的起源,以及它如果在半空中爆炸可能造成的潜在破坏呢?

现在,来自SETI研究所和美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的一组研究人员可能对太空岩石穿过地球大气层时发生的情况有了新的认识。在最近发表于《陨石学与行星科学》的研究结果中,研究人员介绍了太空岩石从进入地球大气层那一刻到撞击地面的全过程。

这项研究的主要动机是填补一个长期存在的知识空白,即太空岩石的成分如何影响其像2013年在俄罗斯车里雅宾斯克上空爆炸的那颗岩石一样在空中爆炸时会发生什么情况。为了实现这一目标,研究人员分析了75次陨石坠落的图像和图片数据,涉及多个属性,包括进入角度、旋转速度和质量损失。

最后,研究人员介绍了太空岩石进入并穿越地球大气层时所经历的一个七阶段过程:大气进入阶段;阶段2:随着火球出现,亮度增加;阶段4:岩石前端开始破裂;阶段6:熔化和破裂持续进行,直到发光停止,随后熔化结束,风将结成硬壳的碎片吹落。 不过原文文本应是省略了部分阶段信息,其原本想表达的应该是七阶段,包含阶段1、3、5、7等内容,但原文未完整给出。

我们过去认为,固体岩石会因空中碰撞产生的巨大热量和强烈光线而蒸发,SETI研究所和美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的流星天文学家、该研究的主要作者彼得詹尼斯肯斯博士说。但我们发现,岩石的质量损失是由先熔化然后碎裂的过程控制的。
研究人员指出,他们所研究的75颗陨石在不同高度经历了七个阶段,并且这也取决于陨石的成分。他们特别强调,这些发现有助于更好地为行星防御措施提供参考,以及明确在有来袭太空岩石在半空中爆炸时该如何应对。

过去爆炸的太空岩石
值得注意的是,曾有一次太空岩石在半空爆炸的例子发生在俄罗斯车里雅宾斯克,当时一颗20米(66英尺)的近地小行星以每秒19公里每小时12英里(每小时68400公里每小时42500英里)的速度进入地球大气层,并在约30公里(18.5英里)的高度爆炸。这次爆炸的威力相当于广岛原子弹的约30倍,约1500人受伤,主要是由于碎玻璃飞溅,波及超过7200栋建筑和六个城市。

还有一次著名的太空岩石爆炸事件也发生在俄罗斯,不过那是在一个多世纪之前。这就是通古斯大爆炸,当时一颗直径约50100米(160330英尺)的火流星在约510公里(36英里)的高空爆炸,其产生的爆炸威力约为广岛原子弹的1000倍。这场惊人的爆炸导致面积超过2150平方公里(830平方英里)范围内约8000万棵树木受到影响。

清理古怪的名字
虽然这项研究将一块太空岩石称为火流星,但太空岩石听起来更酷。不过,提供天文物体的真实名称以消除混淆很重要。例如,太空中宽度小于1米(约3.3英尺)的物体被称为流星体,而宽度大于1米的则是小行星。如前所述,流星是流星体或小行星穿过地球大气层时燃烧发出的可见光迹。最后,陨石是那些穿过大气层后幸存下来并落到地面的碎片。
在未来几年和几十年里,研究人员会对陨石形成过程有哪些新的见解呢?只有时间能给出答案,这就是我们从事科学研究的意义所在
一如既往,坚持探索科学,仰望浩瀚星空
BY: Laurence Tognetti, MSc
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自: https://www.universetoday.com/articles/7-stage-journey-reveals-how-falling-space-rocks-survive-air
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