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张弛/文
2～5万年前,美国亚利桑那州的南部天空划过一道亮光,一颗重达30万吨的陨石以4.7万千米/小时的速度闯入大气层.它的速度如此惊人,相当于从洛杉矶飞到旧金山只用了不到一分钟的时间.它撞击地面的能量也很惊人,相当于250万吨TNT爆炸产生的能量.这颗陨石对撞击点周边造成了严重的破坏.在撞击地点周边3千米的范围内,时速2000千米的冲击波席卷近地面,尘土遮天蔽日.在10千米的范围内,所有的动物被热浪严重灼伤,而24千米范围内的动物则被飞起的石块击伤甚至杀死.这颗陨石制造的陨石坑就是著名的巴林杰陨石坑,这是世界上第一个被科学家确认的陨石坑.
根据陨石撞击坑来推测,这颗陨石的直径可能达到了50米,宽度有三个火车车厢那么大.近一半的陨石在穿过大气层时被熔化.撞击时,陨石中的岩石和金属物质被熔化,甚至被蒸发,只有不到十分之一的固体碎片被保留了下来.
那么,像撞击出巴林杰陨石坑那样的陨石在太空中算大还是小？
让我们用一种直观的方式来看看太空中的“石头”.
小行星带的天体
小行星带位于木星和火星的轨道之间,太阳系中大约98.5%的小行星在此处被发现.据估计小行星带中有50万颗以上的小行星,如果从太阳系之外看,它的规模将非常巨大——一大群小行星从木星到火星的轨道之间延伸,围成一个以太阳为中心的巨大圆圈,小行星较密集的区域被称为“主带”,而主带的两侧还有一些游离的小行星,整个小行星带看起来就像是一个撒满巧克力碎屑的甜甜圈.
了解小行星带对了解太阳系有着很重要的作用,科学家们对这个区域的研究一直在进行.根据统计,在那里,直径超过10 0千米的小行星有200颗以上,直径大于等于1千米的小行星有70万到170万颗以上.而小行星带中最大的小行星——谷神星的直径超过了10 0 0千米,大小相当于加拿大最大的省份魁北克.尽管小行星带中有大量大大小小的天体,但是小行星带足够宽——大约有2亿千米,这里的小行星之间的平均距离可达160万千米,当然在小行星带的中间区域,天体密度较大,那里的小行星距离相对较近.不过不管怎样,穿越小行星带时不会像《星球大战》中穿梭于密集的太空岩石那样危险.更值得庆幸的是,小行星带的天体相对比较稳定,通常情况下不会跑到太阳系内部.
活跃的柯伊伯带天体
但是太阳系边缘的柯伊伯带中的天体,可就不会像小行星带的天体那么老实了.柯伊伯带这个名称源于荷兰裔美籍天文学家吉纳德·柯伊伯.柯伊伯出生于荷兰,1937年加入美国国籍,先后就职于哈佛大学、芝加哥大学,还曾任叶凯士天文台和麦克唐纳天文台台长.他在1951年首次提出海王星轨道外存在一个小行星带.1992年,第一颗这个小行星带的天体被发现,从而证实了柯伊伯的理论是正确的.为了纪念他,这个小行星带就以他的名字命名.随着观测技术的进步,现在科学家每年都能在柯伊伯带中发现数十颗直径在数百千米左右的小行星.已发现的柯伊伯带的天体直径从数千米到上千千米不等,而直径超过100千米的天体大约有10万颗.
在柯伊伯带,已知最大也是最著名的天体是冥王星,它的直径为2370千米.以前冥王星位列太阳系9大行星,但是如今它已被降级为矮行星,并被归入柯伊伯带小行星的行列.
此外,柯伊伯带也被认为是太阳系大多数彗星的来源地,那里有大量的彗星.有些彗星会冲入太阳系内部,拖着长长的彗尾,有些彗星的彗尾甚至可达到上亿千米,霸气十足,但是事实上它们的核心只有几千米.来自柯伊伯带的彗星有欧洲航天局罗塞塔计划中的目标67P彗星.67P彗星外形上像一只橡皮鸭,“鸭脖子”和“鸭头”的部分长2.6千米,宽2.3千米,“鸭脖子”之下到“鸭屁股”的部分长4.1千米,宽3.3千米.
神秘莫测的奥尔特云天体
除了柯伊伯带的彗星会冲入太阳系内部,偶尔也有一些自远方而来的不速之客.科学家认为,这些不速之客可能来自奥尔特云.不过,奥尔特云从未被观测到过,之所以它被认为是存在的,是因为科学家发现有一些彗星的周期很长,它们每隔几百,甚至几千年就会到访太阳系一次,如此长的周期意味着它们不太可能来自太阳系内,而是来自太阳系外,也就是奥尔特云.奥尔特云被认为是一个距离太阳系大约1光年的地带,它就像一个由尘埃和冰块组成的环绕着太阳系的巨大泡泡.
据估计,奥尔特云中可能有数以万亿计的彗星,这些彗星的直径可能都在1千米以上.有科学家认为,著名的哈雷彗星最初可能就来自奥尔特云.哈雷彗星的彗核直径大约为960千米,质量约为3000亿吨.当它冲向太阳时,彗尾超过70万千米.但是就目前的情况来说,我们对奥尔特云可以说是一无所知,所有与之相关的一切都还只是推论.当然,随着技术的发展,科学家所了解的天体会越来越多,不仅能近距离观测太阳系内的“石头”,还能了解太阳外的“石头”,比如2 012 年,美国宇航局利用“斯皮策”太空望远镜观测到了一颗大小只有地球三分之一的小行星.这颗小行星距离地球大约33光年,是目前被观测到的距离太阳系最近并小于地球的小行星.
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参考文献：
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