这里是科学美国人——60秒科学系列,我是克里斯托弗·因塔格里塔
在电影《世界末日》中,一颗得克萨斯州大小的行星正在冲向地球 。似乎一切都会毁灭,但随后布鲁斯·威利斯牺牲了自已的生命,在小行星上引爆了一枚热核炸弹 。之后大家听到了来自任务控制中心的声音:“两半巨石将在距地400英里处错过我们,大部分小颗粒已经汽化!”
将一块这么大的石头炸成两半,并使其奇迹般地躲过地球?这有点像是好莱坞的魔法 。但科学家正在研究在这种情况下会发生什么 。
“我们所做的大部分工作,基本上就是观察物体如何破裂 。让物体相互撞击,看看之后会发生什么 。”约翰·霍普金斯大学研究行星科学的机械工程师查尔斯·埃尔米尔说到 。
他和同事模拟了撞毁一颗15英里宽的玄武岩小行星的情况 。依据对真实岩石进行的研究,他们首先假设这颗小行星已经出现一些微小的裂缝 。然后,他们用另一块只有1英里宽的较小岩石撞击假设的太空岩石,使其以超过每小时11000英里的速度冲向小行星 。在撞击发生时,他们追踪了应力波如何在穿过小行星时传播并扩大裂缝网络 。
此前的撞击模型预测,这种撞击会彻底粉碎小行星,基本上会使其变成沙子 。但新模型的结果则不然 。“我们看到的是,撞击之后仍然有未完全破碎的大块岩石连在一起,这块岩石会产生自已的引力场,吸引从岩石中喷射而出的粒子,然后开始重新聚集 。”
科学家在《伊卡洛斯》期刊上描述了这一模型 。
这项研究表明,实际上小行星可能比我们想象的更难撞碎,这意味着:“我们可能需要速度更快、质量更大的撞击物,才能有效地使小行星偏转 。”
美国国家航空航天局(简称NASA)计划在2022年进行双小行星重定向测试(简称DART),试图通过将近地小行星推离轨道来测试所有这些知识 。而这并不需要布鲁斯·威利斯 。
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