上周日傍晚,当地球的阴影将满月的表面涂成深邃的铁锈红色时,一颗迷途的流星撞击了月球表面。这次撞击的余波——在这血红色球体最黑暗边缘短暂的闪光——持续的时间刚刚好让一些眼尖的日食观测者发现。
行星科学研究所的Ryan Watkins说,这样的撞击通常“难以探测”。她指出,“大多数撞击都非常小,我们只能在月球黑暗或仅被轻微照亮的部分看到它们。”
据科学家所知,这是首次陨石撞击明显与日全食同时发生;但总的来说,这类月球碰撞非常常见。事实上,地球上和太空中的最新观测表明,月球遭受撞击的频率高于先前的预期。亚利桑那州立大学的Mark Robinson说:“看到这样的事情非常正常”,他负责目前在绕月飞行器上运行的一台相机。“月球每天都会被撞击。”
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这意味着什么呢?嗯,如果您计划建造月球基地,那么了解宇宙多久会在您的屋顶上落下相当大的碎片是很有必要的。“如果你想象这块石头落在你的头上,那可不太愉快,”奥斯陆大学研究月球撞击率的Stephanie Werner说。“在我们对小型抛射物速率的理解程度上,肯定存在不确定性。我们收集的信息越多,就越令人兴奋。”
日食烟花
在最初的撞击报告发布后的几个小时内——观众在日食的几个直播中瞥见了撞击——天文学家、摄影师和其他人争先恐后地确认是否发生了碰撞。他们重播了视频,筛选了照片,并排除了相机伪影、轨道卫星和其他现象。
最终,西班牙韦尔瓦大学的天文学家Jose Maria Madiedo加入了讨论。“欧洲MIDAS调查框架下的望远镜记录了撞击闪光,”他宣布。MIDAS——月球撞击探测和分析系统——涉及西班牙南部的三个不同天文台。自1997年以来,Madiedo和他的同事一直将这三个天文台的望远镜对准月球,并记录撞击闪光。他说,1月21日凌晨,三个天文台中有两个被云层遮蔽,但塞维利亚站的天气很好。“总共有四架位于该天文台的望远镜获得了该事件的图像,”他说。
月球撞击的视频,由月球撞击探测和分析系统 (MIDAS) 中的望远镜拍摄。
现在,根据观测到的闪光的亮度和持续时间(持续了0.3秒),Madiedo计算出撞击物重约10公斤,以每小时61,000公里的速度撞击月球表面,并形成了一个直径在7到10米之间的撞击坑。“最可能的情况是,撞击物是一颗彗星的碎片,”他说,并指出我们太空邻域中的大部分碎片是彗星碎块。“爆炸相当于0.5吨TNT。”
猛烈的陨石雨
在地球上,只有最大的撞击物才能在下降到地球表面的过程中幸存下来,而较小的碎片会解体,在被拖曳穿过我们的大气层时燃烧殆尽,有时会留下可观察到的火焰条纹。
但月球没有类似的保护。在那里,冲向月球的物体在下降过程中不会减速,而是以极高的速度撞击其表面。(月球陨石坑密布的表面,比地球更能持久地记录撞击事件,这说明这种情况发生的频率很高。)在这样的撞击事件中,周围的物质会短暂地被过热,熔化的、汽化的岩石会发出可观察到的光芒,即使在没有氧气的情况下也是如此。
大型撞击极其罕见,尽管Madiedo在2013年捕捉到一次持续了八秒多,并且短暂地像北极星一样明亮的撞击。“理论上,即使不使用任何仪器,也可以从地球上看到它,”他说。但相对较小的撞击,比如周日的事件,一直都在发生——Madiedo指出,大约每两到三个月发生一次。更小的撞击,只能通过专用望远镜观察到,则更加频繁;去年,MIDAS在7月份探测到两次月球撞击,间隔几乎正好一天。
阿波罗宇航员放置在月球表面的地震仪记录了大约1,700次由扁平陨石引起的震动。而Watkins曾作为学生帮助设计了一种可以探测撞击闪光的仪器,她指出一个NASA小组专门监测月球闪光,在四年内探测到大约200次撞击。此外,月球勘测轨道飞行器 (LRO) 拍摄的图像——它已经在月球周围环绕了近十年——表明新的撞击坑一直在出现,七年内出现了222个新的撞击坑。“这些新的撞击可以教给我们很多关于月球的知识,”她说。“了解撞击率可以极大地帮助我们了解地球-月球系统的撞击危险,以及未来月球表面任务的撞击危险。”
负责LRO相机的Robinson说,该航天器不会有意瞄准周日撞击的区域——这样做意味着牺牲团队客观测量月球撞击率的目标。“如果我们瞄准它,那么它就不再是对撞击率具有统计意义的观察,”他说。“我们可以回应社交媒体,立即尝试拍摄照片并找到它,或者我们可以做好科学研究。”
但他指出,很可能在未来几年内的某个时候,该航天器会捕捉到月球最新陨石坑的图像。而且,如果在任务结束时,LRO仍然没有发现陨石坑,团队可能会将其发送过去,无论如何也要拍一张照片。
“它发生在日食期间很有趣,”他说。“任何时候月球受到更多关注都是一件好事。但这并不令人惊讶、可怕或不寻常。”