研究表明小行星比人類想像中更經撞 需要更大的能量才能徹底撞碎

如果現實是好萊塢電影《世界末日》或《天地大衝撞/彗星撞地球》的翻版，一大塊太空碎片沖向我們的星球，那我們的麻煩可大了。新的證據表明，小行星比我們之前認為的還要堅硬和難以摧毀。

約翰·霍普金斯大學的研究人員使用計算機建模來模擬小行星與另一個物體相撞時會發生什麼。他們希望更多地了解小行星是如何形成的，以幫助潛在的小行星採礦工作，以及真正的災難電影風格，「幫助創造小行星撞擊和偏轉策略」。

以前對小行星的理解是基於所謂的「實驗室規模」的工作，即觀察拳頭大小的岩石的性質。當21世紀初的研究人員使用這些數據來推斷直徑大約25公里(15.5英里)的大型小行星撞擊像行星這樣的物體時，他們的結果表明小行星會被撞擊完全毀滅。

然而，從那以後，我們對小行星的成分和其他物理特性有了更多的了解。當考慮到這一點時，新模型顯示，行星比之前的模型顯示的更不容易撞毀，並且即使受到相當大的力量撞擊，它也會繼續團成一體。

「我們曾經相信，物體越大，它就越容易破碎，因為更大的物體更容易出現裂痕。」該論文的第一作者，約翰霍普金斯大學機械工程系博士生Charles El Mir在一份聲明中說，「然而，我們的研究結果表明，小行星比我們以前想像的更強硬，需要更大的能量才能徹底撞碎。」

這意味著我們需要重新思考我們保護地球免受小行星侵害的方法，就好像發現一顆大到足以威脅地球的小行星一樣，而它很難被摧毀。其他的方法，比如改變它的接近角度可能會更有效。「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，如果有一顆小行星撞向地球，我們是把它撞成碎片，還是把它推向另一個方向?如果是後者，我們應該用多大的能量將它轉向而不會導致它碎裂?這些是正在考慮的實際問題。」

實驗過程

研究人員了解實驗室規模的岩石等物理材料(大約相當於拳頭大小)，但很難將這種理解轉化為像小行星這樣城市大小的物體。在21世紀初，另外一個研究小組創建了一個計算機模型，他們輸入了各種因素，如質量、溫度和材料脆性，並模擬了直徑大約一公里(0.6英里)的小行星正面撞擊到15 英里(25公里)直徑的目標小行星，撞擊速度為每秒3英里(5公里)。他們的結果表明，目標小行星將完全被撞擊摧毀。

在新的研究中，El Mir和他的同事，霍普金斯極端材料研究所所長KT Ramesh和馬里蘭大學天文學教授Derek Richardson將同樣的情景引入了一個名為Tonge-Ramesh的新計算機模型，這解釋了小行星碰撞期間發生的更詳細，更小規模的過程。以前的模型沒有恰當地說明小行星斷裂的速度有限。

模擬分為兩個階段：短時間內碎裂階段和長時間重力再累積階段。第一階段考慮了在小行星被擊中後立即開始的過程，這些過程在幾分之一秒內發生。

第二階段考慮的是重力對小行星撞擊後飛離其表面的碎片的影響，撞擊後的數小時內會發生重力再積累。

在第一階段，當小行星被撞擊後，數百萬個裂縫在整個小行星上形成並波動，小行星的一部分像沙子一樣流動，形成了一個隕石坑。該模型的這一階段檢查了各個裂縫並預測了這些裂縫如何傳播的總體模式。

新模型顯示整個小行星不會受到撞擊的破壞，這與之前的想法不同。相反，受影響的小行星具有巨大的受損核心，然後在模擬的第二階段對碎片施加強大的重力牽引力。

研究小組發現，撞擊的最終結果並不僅僅是一堆「碎石」 - 一堆由重力鬆散地固定在一起的脆弱碎片。相反，受撞擊的小行星保持了顯著的強度，因為它沒有完全斷裂，表明需要更大的能量來摧毀小行星。

Ramesh 表示，「我們經常受到小行星的影響，比如幾年前的車裡雅賓斯克事件。這些問題從學術性轉變為我們對重大威脅的反應只是時間問題。我們需要有一個好想法，到那個時候我們應該做什麼，像這樣的科學努力是至關重要的，以幫助我們作出重要決定。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！