美國宇航局資助的研究發(fā)現(xiàn)大空間巖石比之前想象的要困難得多

2019-08-08 09:45:46    來源:    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(dǎo)彈希望這樣做可以防止它撞到地球上,造成災(zāi)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(xì)致的分析,得出了截然不同的結(jié)論。

從根本上說,問題在于巖石對能量影響的反應(yīng)。這個過程在所謂的“實驗室規(guī)模”中得到了很好的理解,其中真實世界和模擬實驗使用大致與人類拳頭大小相當(dāng)?shù)膸r石。

但是,大到足以讓美國宇航局科學(xué)家擔(dān)心的小行星 - 或者試圖成為太空礦工的小行星 - 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于此。事實上,他們可能大致相當(dāng)于柏林的規(guī)模。

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

研究人員使用一種稱為Tonge-Ramesh模型的分析協(xié)議重新運行了早期研究的數(shù)據(jù) - 該模擬模擬了一顆直徑為一公里的小行星撞擊另一個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(xiàn)瑕疵,”El Mir說。

“然而,我們的研究結(jié)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階段。在第一次,在較小的火流星撞擊它之后的一秒鐘內(nèi),較大的裂縫產(chǎn)生了數(shù)百萬個裂縫,這些裂縫穿過巖石并導(dǎo)致小行星的一部分,研究人員說,像沙子一樣波紋。形成一個撞擊坑。

然而,力量不足以完全摧毀目標(biāo) - 與之前沒有考慮到裂縫行為的結(jié)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非常大的東西,并且它會施加足夠的引力來將許多爆炸的碎片綁定到它上面。

對于未來的太空采礦者來說,這一發(fā)現(xiàn)可能是一個好消息,他們將會知道從原來的家附近可以找回從源小行星中炸出的有價值的礦物。

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

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

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

他的同事拉梅什在這一點上進(jìn)行了擴(kuò)展。

“我們經(jīng)常受到小行星的影響,例如幾年前的車?yán)镅刨e斯克事件,”他說。

“這些問題從學(xué)術(shù)到定義我們對主要威脅的反應(yīng)只是時間問題。我們需要很好地了解在那個時候我們應(yīng)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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