美國宇航局資助的研究發(fā)現大空間巖石比之前想象的要困難得多

2019-08-08 09:45:46    來(lái)源:    作者:

發(fā)表在伊卡洛斯雜志上的這項研究表明,一顆小行星在碰撞中受損 - 例如,另一顆小行星受到損壞,或者在盲人身上發(fā)射的核導彈希望這樣做可以防止它撞到地球上,造成災難性的后果 - 由于其完整核心的強大引力,將大幅重建自身。

由美國國家航空航天局資助的模型大大更新并與先前的研究相矛盾,這些早期研究表明,小行星與大行星之間的碰撞將徹底摧毀后者,裂縫通過(guò)它快速傳播促成破壞。

這項由美國約翰霍普金斯大學(xué)的Charles El Mir和KT Ramesh以及美國馬里蘭大學(xué)的Derek Richardson進(jìn)行的這項新研究采用了更細致的分析,得出了截然不同的結論。

從根本上說(shuō),問(wèn)題在于巖石對能量影響的反應。這個(gè)過(guò)程在所謂的“實(shí)驗室規模”中得到了很好的理解,其中真實(shí)世界和模擬實(shí)驗使用大致與人類(lèi)拳頭大小相當的巖石。

但是,大到足以讓美國宇航局科學(xué)家擔心的小行星 - 或者試圖成為太空礦工的小行星 - 遠遠大于此。事實(shí)上,他們可能大致相當于柏林的規模。

摧毀如此規模的巖石不僅僅是擴大要部署的爆炸力的問(wèn)題。El Mir及其同事報告說(shuō),問(wèn)題在于裂縫擴展的速度和強度。

研究人員使用一種稱(chēng)為T(mén)onge-Ramesh模型的分析協(xié)議重新運行了早期研究的數據 - 該模擬模擬了一顆直徑為一公里的小行星撞擊另一個(gè)25公里寬的小行星,撞擊速度為每秒五公里 - 并且新聞不好。

我們曾經(jīng)相信,物體越大,它就越容易破碎,因為更大的物體更容易出現瑕疵,”El Mir說(shuō)。

“然而,我們的研究結果表明,小行星比我們以前想象的更強,需要更多能量才能徹底破碎。”

建模將影響分為兩個(gè)階段。在第一次,在較小的火流星撞擊它之后的一秒鐘內,較大的裂縫產(chǎn)生了數百萬(wàn)個(gè)裂縫,這些裂縫穿過(guò)巖石并導致小行星的一部分,研究人員說(shuō),像沙子一樣波紋。形成一個(gè)撞擊坑。

然而,力量不足以完全摧毀目標 - 與之前沒(méi)有考慮到裂縫行為的結果形成鮮明對比。相反,它的大而密,破損的核心仍然存在。

先前的研究已經(jīng)考慮到了小行星碎片之間的引力吸引力,因此它們之間有一定程度的接近程度,但基本上已經(jīng)確定它們會(huì )在一定程度上相互分離,碎片因此讓人想起飛行的碎石樁。

新的研究有所不同。大而完整的核心本身就是一個(gè)非常大的東西,并且它會(huì )施加足夠的引力來(lái)將許多爆炸的碎片綁定到它上面。

對于未來(lái)的太空采礦者來(lái)說(shuō),這一發(fā)現可能是一個(gè)好消息,他們將會(huì )知道從原來(lái)的家附近可以找回從源小行星中炸出的有價(jià)值的礦物。

然而,對于天文學(xué)家和國防人員來(lái)說(shuō),在尋找朝向地球的大石頭時(shí),幾乎沒(méi)有微笑。

“這可能聽(tīng)起來(lái)像科幻小說(shuō),但大量的研究都考慮了小行星碰撞,”El Mir說(shuō)。

“例如,如果在地球上有一顆小行星,我們最好把它分成小塊,或者把它推到一個(gè)不同的方向嗎?如果是后者,我們應該用多少力量將它移開(kāi)而不會(huì )導致它破裂?這些是正在考慮的實(shí)際問(wèn)題。“

他的同事拉梅什在這一點(diǎn)上進(jìn)行了擴展。

“我們經(jīng)常受到小行星的影響,例如幾年前的車(chē)里雅賓斯克事件,”他說(shuō)。

“這些問(wèn)題從學(xué)術(shù)到定義我們對主要威脅的反應只是時(shí)間問(wèn)題。我們需要很好地了解在那個(gè)時(shí)候我們應該做些什么 - 像這樣的科學(xué)努力對于幫助我們做出這些決定至關(guān)重要。

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