可以用核武器摧毁小行星?但NASA发现,它比之前认为的要坚硬得多

这项研究发表在杂志《伊卡洛斯》上。研究显示,例如小行星被另一个小行星碰撞受损,或一个核导弹立即发射从而希望这样做会阻止小行星撞向地球造成灾难性后果。因为本身强大的引力,这将会实质上修复小行星本身,其核心仍然完好无损。

图解:过去对小行星碰撞影响的模型低估了造成全面破坏所需的力量。

这个由美国宇航局资助的模型,对早期的研究进行了实质性的更新,结论却与之相矛盾。早期的研究表明,一颗小小行星和一颗大小行星之间的碰撞将彻底摧毁后者,而后者的毁灭则是由裂纹的快速穿过造成的。

这项由美国约翰霍普金斯大学的查尔斯.埃尔.米尔和KT拉梅什以及美国马里兰大学的德里克•理查森共同进行的新研究,运用了更细致的分析,得出了截然不同的结论。

问题的根本在于岩石对高能撞击的反应方式。这一过程在所谓的“实验室规模”上得到了很好的理解,在真实世界和模拟实验中,使用岩石的大小大致相当于人的拳头。

但是那些足以让NASA的科学家们感到担忧的小行星——或者吸引潜在的太空开采者的小行星——要比这大得多。事实上,它们可能与柏林差不多大。摧毁这么大的岩石并不仅仅是扩大要部署的爆炸力量的问题。埃尔.米尔和他的同事报告说,问题的关键是裂纹传播的速度和强度。

使用一种叫做通-拉梅什(tong - ramesh)模型的分析协议,研究人员重新运行了早期研究的数据——该研究模拟了一颗直径为1公里的小行星以每秒5公里的速度撞击另一颗直径为25公里的小行星。

埃尔.米尔说:“我们过去认为,物体越大,就越容易破碎,因为更大的物体更容易有缺陷。”“然而,我们的发现表明,小行星比我们过去认为的更强大,完全粉碎它们需要更多的能量。”

模型将影响分为两个阶段。研究人员说,在第一次撞击中,在较小的包里德撞击后不到一秒钟的时间里,较大的包里德就产生了数百万条裂缝,这些裂缝穿过岩石,导致小行星的一部分像沙子一样起伏。一个撞击坑形成了。

注:撞击坑:(又称陨石坑或环形山)为行星、卫星、小行星或其它类地天体表面通过陨石撞击而形成的环形的凹坑。撞击坑的中心往往会有一座小山,在地球上撞击坑内常常会积水,形成撞击湖,湖心则有一座小岛。

然而,这个力不足以完全摧毁目标,这与之前没有考虑裂纹行为的结果形成鲜明对比。相反,它巨大、密集、受损的核心仍然存在。

之前的研究考虑了小行星碎片之间的引力水平,因此它们之间存在一定程度的持续接近,但基本上确定了它们之间会有一定程度的分离,因此这些碎片让人联想起飞行的碎石堆。但新的研究结果却不尽相同。这个巨大的、仍然完好无损的地核本身就是个大得吓人的东西,它的引力足以将许多爆炸的碎片绑回去。

这一发现对未来的太空矿工来说可能是个好消息,因为他们将知道,从一颗源小行星上爆炸而来的宝贵矿物可以在离他们原来的家园很近的地方找到。然而,对于天文学家和国防人员来说,在寻找朝向地球的大石头时,他们却没有多少笑容。埃尔.米尔说:“这听起来像是科幻小说,但是大量的研究考虑了小行星碰撞。”

“例如,如果有一颗小行星撞击地球,我们是把它拆成小块更好,还是把它推到另一个方向更好?”如果是后者,我们要用多大的力才能把它移开而不让它断裂?这些都是正在考虑的实际问题。”他的同事拉梅什进一步阐述了这一点。

“我们经常受到小型小行星的影响,比如几年前的车里雅宾斯克事件,”他说。

注:车里雅宾斯克小行星撞击事件是发生在2013年2月15日叶卡捷琳堡时间(YEKT)上午9时15分(世界标准时间3时15分)左右,位于俄罗斯乌拉尔联邦管区车里雅宾斯克市的一次小行星撞击事件。陨石进入大气层时直径约15米,质量约7千公吨,在天空中留下大约10公里长的轨迹。主要的碎片似乎击中了切巴尔库尔湖。该次事件中有1,491人受伤。大多数受伤的原因是碎玻璃和建筑震动。

这次事件是自1908年通古斯大爆炸以来在地球上发生的最大的空中爆炸。“这些问题从学术性到定义我们对重大威胁的反应只是时间问题。我们需要有一个好主意,当那个时刻到来时,我们应该做什么——像这样的科学努力对帮助我们做出这些决定至关重要。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine-阿影少女-ANDREW MASTERSON

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