木星最近一直遭受撞击。
在 9 月和 10 月,观测者发现两颗不同的小行星在一个月内相继猛烈撞击这颗巨大的行星。虽然这不是观测者第一次捕捉到如此奇观,但成功发现撞击相当罕见,并且可以告诉我们更多关于整个太阳系的信息。而且,令人兴奋的是,我们知道宇宙的一部分刚刚在太阳系最大行星的大气层中爆炸。
“这些火球非常罕见,仅凭偶然机会就很难被观测到,”西班牙巴斯克大学的天文学家里卡多·韦索告诉 Space.com,他研究了这些观测结果。“今年是特殊的一年,因为通常我们大约每两年才发现一次这样的撞击。”
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接连不断地撞击
尽管很罕见,但在木星上看到撞击的几率高于太阳系中的任何其他地方,这要归功于这颗行星的巨大体积。木星既是太阳系中最大的撞击目标,也是除了太阳本身之外最强大的引力,这增加了它与其他较小世界相比的撞击率。
许多这些撞击是由业余天文学家发现的。专业人士通常无法安排使用高功率望远镜进行长时间的观测,而这种观测是偶然发生的,而且即使在小型望远镜中也能看到闪光。
然而,最近发现的撞击部分是由日本京都大学的专业天文学家有松孝始发现的,他经常用望远镜对准木星。“当我通过我的探测程序发现撞击闪光事件时,我感到非常震惊,”有松孝始在电子邮件中告诉 Space.com。“快速发现表明我很幸运,或者撞击率远高于之前的预期。”
韦索指出,有松孝始还能够在两个不同的波长下观测到该事件,这为科学家提供了更多关于释放的能量和撞击器质量的信息。这比业余爱好者通常能够提供的观测结果更为详细。
但其他观测结果仍然更加偶然。美国宇航局的朱诺号任务自 2016 年以来一直在绕木星运行,碰巧在撞击地点上空飞行,就在 28 小时后,韦索说,它的相机从云层上方 1200 英里(2000 公里)多一点的地方拍摄了该区域大气层的照片。
“在那张照片中,我们没有看到大气层中有任何痕迹,”韦索说。“所以再次强调,这是一个足够小的物体,以至于在木星大气层中释放的任何东西都在几个小时内消散并扩散到大气层的环境风中。”
韦索说,9 月的撞击之所以特别,不仅仅是因为时间上的临近。它也是此类事件中被最多人观测到的,并且是迄今为止在木星观测到的最亮的火球闪光。
“这可能是我们见过的撞击行星并产生火球的最大物体,但火球还不够大,无法在接下来的几个小时或几天内在行星上留下任何可见的东西,”他说,这表明该物体直径为几十米。
当科学家试图发现太阳系中越来越小的物体时,他们的目标变得越来越难以观测;当物体距离更远时,情况也是如此。因此,当涉及到只有几十米宽的物体,并且位于木星轨道周围时(木星轨道始终距离地球至少 3.5 亿英里(5.6 亿公里)),科学家们根本无法直接发现它们。
有松孝始说:“由于不可能直接观测主带以外的米级大小的物体,因此它们的数量是未知的。木星是此类微小物体的天然‘探测器’,撞击闪光的发生率和亮度对于了解它们的大小和数量密度至关重要。”
甚至很难说有多少这样的物体可以被观测到。“我们真的不知道太阳系中存在多少百万个这种大小的物体,但我们在这里谈论的是数千万或数亿个这种大小的物体,”韦索说。
不过,记录木星上的撞击事件可以有所帮助。现在,韦索估计,至少每年约有 20 个物体撞击木星——当然,这包括撞击远侧或两极的物体,即使是最仔细的调查也看不到闪光。尽管如此,标志着这些太空岩石消亡的闪光是科学家研究最小小行星的少数几种方法之一。
“这是我们观测这些物体的唯一方法,”韦索说。“要么我们观测到它们撞击物体时,例如,它们在火星上形成一个陨石坑,或者在木星上发出闪光,要么当它们非常非常靠近地球时。”
留下印记
木星上最著名的撞击事件是 1994 年一颗名为苏梅克-列维 9 号彗星的 19 个碎片撞击事件。科学家们在足够早的时候发现了该物体,从而能够看到这颗行星巨大的引力将其撕裂,并目睹碎片的命运。
“我记得我第一次连接到互联网是为了查找即将与木星相撞的彗星的图像,”韦索说。
即使苏梅克-列维 9 号彗星的碎片重塑了天文学界,它们也在木星本身上留下了印记,在其云层中留下了一块比地球还大的黑色污迹,这个污迹持续可见了数月之久。这种黑暗是彗星碎片的大气层爆炸产生的碎片缓慢消散,并混合到云层外层中的迹象。
对于韦索来说,这种痕迹是人们对木星撞击事件感兴趣的关键原因之一。“在过去的数亿年中,这些物体一直在撞击木星,”他说,“它们正在将不同类型的物质带到木星的大气层中,从某种意义上说,它们正在污染木星的大气层。”
但是,很少有撞击事件会留下如此明显的疤痕。苏梅克-列维 9 号仍然是科学家在木星上见过的最引人注目的撞击事件,也是极少数在碰撞后几个小时内留下可观测痕迹的事件之一。自那以后,科学家们只发现较小的物体在这颗庞然大物云层中走向终结,自从 2009 年以来,他们再也没有看到过疤痕,即使有引人注目的新观测结果也是如此。
“那是最后一次。自那时以来我们发现的所有不同撞击器,没有一个在大气层中留下任何可见的痕迹,”韦索说。“至少从地球上看不到。”
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