问伊桑:为什么有这么多物体与木星相撞?

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车里雅宾斯克陨石; 照片:康斯坦丁·库迪诺夫(Konstantin Kudinov)

地球上发生的最有趣,同时最可怕的事件之一是与彗星或小行星碎片的碰撞。 像不久前在车里雅宾斯克发生的碰撞很普遍。 在生活中,一个人可以看到许多这样的物体。 冲突很少见,导致诸如通古斯卡, 亚利桑那州陨石坑或6500万年前发生的大灭绝事件的后果。 这种冲突的结果至今仍可见。 但是它们不能与木星的经历相提并论。 怎么了 多米尼克·特平(Dominic Turpin)问:

这么多的空间物体由于木星的引力而坠入木星,还是因为它太大而不能错过?



2016年3月17日,当业余天文学家Gerrit Kernbauer和John Makeon意外地观察并拍摄了我们太阳系中最大的世界时,突然发生了闪光。



发生此类爆发的唯一已知原因是碰撞,最近我们发现与木星发生了大量碰撞,这主要是由于业余天文学家甚至在没有将专业望远镜对准地球的情况下也喜欢观察它。 在过去的几年中,业余爱好者已经能够检测到大量碰撞,包括:



1994年6月,Shoemaker-Levy 9彗星解体并与木星相撞。 多亏了我们对重力的了解,预计这一事件会在一年之内发生。 由于这种碰撞,木星的表面变黑了几个月。 彗星在衰变之前的直径约为5 km。



2009年7月,业余天文学家Anthony Wesley在木星上发现了一个地球大小的黑点。 它最有可能是由于与直径为0.2-0.5 km的小行星碰撞而产生的。 随后对太空望远镜的观测。 哈勃望远镜(在上面的光学范围内)和凯克天文台望远镜(在下面的红外光谱内)表明,碰撞过程中释放的能量是通古斯卡的数千倍。



2010年6月,又发生了一次实时碰撞。 菲律宾的安东尼·卫斯理和克里斯托弗·高再次见到他。 闪光持续了两秒钟,相当于质量约500-2000吨,大小为8-13 m。根据双子座天文台的数据,这些物体一年很可能几次落在木星上。



几个月后,2010年8月,木星又发生了一次碰撞(上),导致了一次小规模的爆发。 它是由另一位业余爱好者,日本的立川雅之幸发现的。

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2012年9月,丹·彼得森(Dan Petersen)观察到木星再次爆发,这次乔治·霍尔(George Hall)拍摄了该事件的视频,科学家可以确定:大小和能量的碰撞与2010年8月的碰撞大致吻合。

为什么在木星上发生这种情况? 那么,为什么与我们在地球上看到的最大碰撞逐渐消失相比,发生如此大,生动而频繁的碰撞呢?



当然,首先想到的是尺寸。 要计算任何系统中的碰撞频率,最简单的估算是:

1.物体(彗星,小行星,流星)的速度,
2.物体在体积中的浓度,
3.潜在目标的横截面。

在木星附近飞行的彗星和小行星的速度实际上与在地球附近的物体的速度重合,它们在一定体积内的集中度大致相同,尽管木星有一点优势-因为它稍微靠近小行星带。 但是横截面却大不相同:木星的直径是地球直径的11.2倍,这意味着它的横截面大了125倍。



但是,由此无法解释主要碰撞的频率。 2009年的冲突发生的物体比亚利桑那州陨石坑遗留的物体更大,这种地球上的冲突大约每30,000至100,000年发生一次。 但是,不到十年前,我们就看到这样的力量在木星上发生了碰撞,而在15年前,鞋匠与利维发生碰撞,这一事实迫使我们接受了一个不愉快的事实:如果这么大的物体像木星一样频繁地轰击地球,我们将他们看到像亚利桑那州那样的陨石坑数量增加了10到100倍,而灭绝事件的发生频率往往是数千倍!



“杀死恐龙”的小行星直径为5-10公里,并在6500万年前与地球相撞。 另一方面,Shoemaker-Levy 9彗星在1994年与木星相撞,并且大小相同。 所以-事实证明,在1994年,我们目睹了每500,000年发生一次的事件? 不太可能。

让我们更好地考虑木星的另一个特征:引力。 行星不只是坐在太空中,然后等待某些东西撞向它们。 它们使时空结构本身与其质量成正比地变形。 行星越重,作用在其周围所有物体上并经过群众的重力引力就越强。



地球的引力场很弱。 如果有一个缓慢移动的物体(相对于我们小于10 km / s)经过,我们可以将其拉向我们。 但是小行星通常以17 km / s或更高的相对速度运动,而彗星的速度超过50 km / s。 换句话说,我们的引力能力不强。

木星重317倍,即使半径很大,它也能出色地吸引以50 km / s相对速度运动的物体。 换句话说,几乎所有物体都落在其附近。



是的,木星比地球大,它的大小使碰撞次数增加了约100倍,这是有罪的。 但是实际上,由于木星的引力吸引,与木星的碰撞更加频繁,这吸引了距离它太近的大量彗星和小行星,这是地球无法做到的。 这是引力和以下事实的结合:离太阳较远的物体(甚至是快速的彗星)移动得较慢,因此更容易捕获。

大小很重要,但不像重力。 能够更好地吸引小行星进入太阳系的唯一物体是太阳本身,但木星始终排在第二位。 领先的理论曾说过,它可以保护太阳系内部免受小行星的袭击-但事实并非如此。 他恰好适合担任鞭打角色。 否则,我们必须依靠自己。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN402717/


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