美国宇航局资助的研究发现大空间岩石比之前想象的要困难得多

2019-08-08 09:45:46    来源:    作者:

发表在伊卡洛斯杂志上的这项研究表明,一颗小行星在碰撞中受损 - 例如,另一颗小行星受到损坏,或者在盲人身上发射的核导弹希望这样做可以防止它撞到地球上,造成灾难性的后果 - 由于其完整核心的强大引力,将大幅重建自身。

由美国国家航空航天局资助的模型大大更新并与先前的研究相矛盾,这些早期研究表明,小行星与大行星之间的碰撞将彻底摧毁后者,裂缝通过它快速传播促成破坏。

这项由美国约翰霍普金斯大学的Charles El Mir和KT Ramesh以及美国马里兰大学的Derek Richardson进行的这项新研究采用了更细致的分析,得出了截然不同的结论。

从根本上说,问题在于岩石对能量影响的反应。这个过程在所谓的“实验室规模”中得到了很好的理解,其中真实世界和模拟实验使用大致与人类拳头大小相当的岩石。

但是,大到足以让美国宇航局科学家担心的小行星 - 或者试图成为太空矿工的小行星 - 远远大于此。事实上,他们可能大致相当于柏林的规模。

摧毁如此规模的岩石不仅仅是扩大要部署的爆炸力的问题。El Mir及其同事报告说,问题在于裂缝扩展的速度和强度。

研究人员使用一种称为Tonge-Ramesh模型的分析协议重新运行了早期研究的数据 - 该模拟模拟了一颗直径为一公里的小行星撞击另一个25公里宽的小行星,撞击速度为每秒五公里 - 并且新闻不好。

我们曾经相信,物体越大,它就越容易破碎,因为更大的物体更容易出现瑕疵,”El Mir说。

“然而,我们的研究结果表明,小行星比我们以前想象的更强,需要更多能量才能彻底破碎。”

建模将影响分为两个阶段。在第一次,在较小的火流星撞击它之后的一秒钟内,较大的裂缝产生了数百万个裂缝,这些裂缝穿过岩石并导致小行星的一部分,研究人员说,像沙子一样波纹。形成一个撞击坑。

然而,力量不足以完全摧毁目标 - 与之前没有考虑到裂缝行为的结果形成鲜明对比。相反,它的大而密,破损的核心仍然存在。

先前的研究已经考虑到了小行星碎片之间的引力吸引力,因此它们之间有一定程度的接近程度,但基本上已经确定它们会在一定程度上相互分离,碎片因此让人想起飞行的碎石桩。

新的研究有所不同。大而完整的核心本身就是一个非常大的东西,并且它会施加足够的引力来将许多爆炸的碎片绑定到它上面。

对于未来的太空采矿者来说,这一发现可能是一个好消息,他们将会知道从原来的家附近可以找回从源小行星中炸出的有价值的矿物。

然而,对于天文学家和国防人员来说,在寻找朝向地球的大石头时,几乎没有微笑。

“这可能听起来像科幻小说,但大量的研究都考虑了小行星碰撞,”El Mir说。

“例如,如果在地球上有一颗小行星,我们最好把它分成小块,或者把它推到一个不同的方向吗?如果是后者,我们应该用多少力量将它移开而不会导致它破裂?这些是正在考虑的实际问题。“

他的同事拉梅什在这一点上进行了扩展。

“我们经常受到小行星的影响,例如几年前的车里雅宾斯克事件,”他说。

“这些问题从学术到定义我们对主要威胁的反应只是时间问题。我们需要很好地了解在那个时候我们应该做些什么 - 像这样的科学努力对于帮助我们做出这些决定至关重要。

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