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这位“天外来客”有些特别 或解太阳系最初之谜

2016-12-29尹怀勤

科学大众(中学) 2016年9期
关键词:彗星航天器天文学家

尹怀勤

天文学家在近期美国《科学进展》杂志上报告说,他们在太阳系内发现了一个轨道与彗星类似但却没有彗尾的天体,其独特性质可能会为揭开太阳系形成和进化的奥秘提供线索。这一消息确有新颖性,值得人们关注。那么这个神奇的家伙到底是什么呢?

可能携带生命种子

以前人们看到的彗星,都拖着一条光亮的尾巴,因而民间将其称为“扫帚星”,并认为是不祥之兆。后来的天文观测表明,彗星也是太阳系家族的一类成员,同样绕日运转,只是轨道特殊而已。它们主要由冰和其他冰冻物质组成,且多形成于太阳系边缘的寒冷地带。

当彗星沿着自己的运行轨道接近太阳时,构成彗核的冰物质受热蒸发,并反射太阳光,随即呈现中央密实而明亮的彗核、雾状的彗发和长长的彗尾三个组成部分。由于带有长尾,又较少见,一旦出现就甚为引人注目。而且,由于彗星是太阳系最原始的天体,在太阳系诞生46亿年来,它几乎始终保持着形成初期的状况,同时还可能携带孕育生命的种子,因此引起了人类对其探测的重视。鉴于地面观测距离较远,难以认识彗星真实面目,故而人类进入太空时代以后,就用航天器对其进行研究。

后来,科学家们又发现,其实并非所有彗星都环绕太阳运转,有些只是经过太阳身旁的临时来客。凡是绕日运行的彗星,均被称为周期彗星。它们的轨道都是很扁的椭圆,可以提前算出其到达远日点和近日点的时间,为发射航天器进行探测提供了依据。

自20世纪80年代以来,人类已用航天器对多颗各具特色的彗星进行了探测,有的还直接撞击或登陆彗核进行研究,有的在穿行彗发过程中收集了约100万颗彗星尘埃微粒样品返回地球。科学家们通过分析样品和收集的探测数据资料,知晓了彗核内部含有太阳系形成初期的原始物质,在彗星成分中就包含着有机分子,加深了对太阳系起源的认识。

家族新成员

新发现的无尾彗星,乃是出乎人们意料的可喜事件。美国夏威夷大学等机构的研究人员报告说,最初在2014年发现了这颗代号为C/2014 S3的无尾彗星,持续观测发现它的轨道与彗星类似,但许多方面的特征却与大多数彗星不一样,最明显的就是没有彗尾。天文学家称其为Manx天体,这是一种无尾猫的名字。显而易见,这是天文学家首次发现这种天体,也是一种新的收获,值得庆幸。

经科学家分析显示,这个天体的主要成分为岩石,水分含量只有常见彗星的百万分之一到十万分之一,和常见的彗星不同,升温后也难以挥发物质,这可能就是它没有出现彗尾的原因。此外,它绕其轨道运行一周需要860年,目前已经飞过了近日点,这个位置大概是地球距太阳距离的两倍,即2个天文单位,约3亿千米,正飞向太阳系外缘的奥尔特云区域。

天文学家认为,这个天体是在地球形成时期形成的,很可能就是形成地球的原始天体的一部分,然后像打弹弓一样被弹射到了太阳系外缘。这一新的发现,不仅给彗星家族添加了一位新成员,而且引起了专家们对其起源的探讨。

参与这项研究的欧洲南方天文台天文学家奥利维耶·埃诺表示,继续寻找同类天体并进行研究,有助于探索太阳系形成的奥秘。如果能再发现50~100个无尾彗星,研究人员就能知道在太阳系形成早期,地球等行星是否就是在现在的位置上形成的,还是曾经在太阳系内“跳来跳去”。也就是说,发现和研究更多这类无尾彗星的天体,其物质构成和独特性质可能会为揭开太阳系形成和演化的奥秘提供线索,有利于深化人类现有的认识,在天文学上取得新的成就。

地球生命来自太空,它是新证据

事有凑巧, 5月媒体曾报道,来自都柏林圣三一学院自然科学学院的地球化学家们可能找到了一个长期倍受争议问题的答案:地球上的生命最初在哪里诞生,以及是如何形成的。他们认为,彗星撞击地球或为生命诞生提供了温床。

最近发表在《地球化学与宇宙化学报》中的一篇文章里,某团队提出,大型陨石与彗星撞击海洋后所产生的结构变化为形成生命提供了有利条件。水和因撞击产生的高温岩石相互作用,致使复杂的有机分子合成,而封闭的陨石坑则成为了生命得以旺盛生长的小温室。这就是说,有尾彗星撞击海洋后会给地球带来有机分子,大型陨石包括大个儿的岩石彗星撞击海洋后会产生具有适当温度的陨石坑,两者处于同一地点时就可能孕育和存活生命。这一研究成果为地球生命来自太空一说增添了一个新的证据。

功劳大,威胁也大

不过,既然有过彗星撞击地球的事件,那么今后再发生类似事件,就可能成为巨大的天灾,应当加以预防。美国于2005年1月12日发射升空的“深度撞击”号航天器,在2005年7月4日释放的“撞击者”探测器成功击中“坦普尔1号”彗星的彗核,爆炸威力巨大,击中彗核的地点,仅比预计位置相差1米。这一成功举措,在促进科学家对彗星有了新的认识的同时,另一个收获就是,为人类应对天体的来袭提供了有力的技术借鉴。科学家们希望,一旦发现有小天体来袭击地球时,可提前发射携有核导弹的宇宙飞船,当临近目标时,适时发射导弹,以巨大的核能量将其直接炸毁。当然,1枚导弹不行的话,可用多枚导弹陆续轰击,拒之于安全范围之外,确保人类生存摇篮——地球无虞。

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