苏梅克-列维9号彗星

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哈柏太空望遠鏡於1994年5月17日拍攝到的照片

蘇梅克-列維九號彗星(Shoemaker-Levy 9, SL9, D/1993 F2,又名休梅克-李維9號彗星或蘇梅克-列維9)是一顆彗星,於1994年7月中下旬與木星撞擊,是人类首次直接觀測太陽系的天體撞擊事件。它引起了全球不少主流媒體的關注,也吸引了全世界的天文學家觀測。透過這次事件,人們能知道更多木星及其大氣的資料,以及木星扮演著內太陽系的「清道夫」角色,以強大的引力來清理「太空垃圾」。

這顆彗星是由美國天文學家尤金卡羅琳·舒梅克夫婦(Eugene and Carolyn Shoemaker)及天文愛好者大衛·李維(David H. Levy)三人於1993年3月24日在美國加州帕洛瑪天文台共同發現的,那是他們發現的第九個彗星,因此依據國際星體命名規則依照三位的姓氏命名。

此彗星很可能源於火星和木星轨道之间的小行星帶,后成為週期彗星。電腦推算運行軌道的結果顯示出在1992年7月8日距木星表面4萬公里時因受到強大的引力而分裂為21個小碎塊,並於格林尼治標準時間1994年7月16日20時15分开始以每小時21萬公里的速度陸續墜入木星大氣層,撞向木星的南半球,形成了彗星撞木星的天文奇觀。

多塊碎片的撞擊威力中,以碎片G的威力最大。它於7月18日07時32分 (UTC)撞向木星,威力達六万亿吨TNT炸藥(其当量相当于全球核武器储备总和的750倍),所造成的疤痕比地球直徑長。因發生地點十分遙遠,對地球並無任何影響。

發現[编辑]

1993年3月24日晚,當時蘇梅克夫婦及列維正在研究及觀測近地天體,卻無意中發現了這顆彗星,並把原來的計劃改為觀測這顆彗星。該發現於3月27日的IAU第5725號通告中公布,其後,不少觀測者均在他們在3月24日前拍得的照片中找到那顆彗星。

憑著多張照片提供的線索,發現SL9彗星的活動並不尋常,人們發現它擁有多個內核,其總長度達50角秒,以及達10角秒宽。天文電報局的馬斯登(Brian Marsden)注意到,SL9彗星在角度上,距離木星僅4°,最初認為這是投射效應,但後來從它們的視覺運動上看到,SL9彗星實質上接近木星,並向蘇梅克夫婦及列維提出,他們發現了一顆遭木星強大引力扯裂的彗星碎塊。

繞木星公轉[编辑]

經過計算這顆彗星的軌道資料,SL9與其他彗星不同,它並非圍繞太陽,而是繞木星公轉,其遠木點為0.33天文單位,公轉週期為2年,軌道形狀也極為橢圓,離心率達0.9986。

及後再追溯它以前的軌道活動,SL9繞木星公轉已有一段時間。它原是一顆繞日公轉的短週期彗星,其遠日點分別位於小行星帶內部及木星軌道附近,有可能是於1970年代或更早期被木星的引力擄獲。不過,人們並沒有任何於1993年3月以前拍到的SL9彗星照片。

該彗星於1992年7月7日極度接近木星,距離其雲層頂部僅40,000公里,比木星的半徑(70,000公里)還要短,並在行星的洛希極限以內,其潮汐力足可把物體撕碎。比起以往的多次接近木星記錄,7月7日那次看來是歷來最接近的,人們多認為這次靠近木星使SL9彗星碎裂。它分裂成多塊碎片,並以英文字母 "A" 至 "W" 表示。

令行星天文學家更興奮的是,SL9彗星會通過距離木星中心45,000公里處,比木星半徑還短,意味著SL9會有很大機會將於1994年7月撞向木星,並認為這串彗核穿越木星大氣的時間將持續五天。

撞擊預測[编辑]

由於當時天文學家從未見證過太陽系的天體撞擊,因此SL9彗星將撞擊木星的發現,引起了全球天文學界的振奮。人們對該彗星作更深入研究,以更準確計算它的撞擊時間及機會。又因為在彗星撞擊時會把木星內部的大氣及其他物質釋出,這起撞擊又為天文學家提供難得的機會,去窺探木星內部的大氣。

天文學家預計該彗星的碎片長度介乎數百米至數公里之間,並提出彗星在未分裂時,曾擁有達5公里長的彗核,比後來出現的百武彗星內核還大,它在1996年接近地球時變得明亮。而引起最多爭論的地方是其天體撞擊對木星的影響如何,有說法指,碎片有可能繼續被撕碎,成為大型流星

除此之外,人們又認為該彗星撞擊木星後,其產生的地震震波會橫掃整個木星,而撞擊產生的塵埃會使木星平流層的薄霧更濃密,其行星環系統的質量也隨之增加。更多的預測有木星可能會增加數個大紅斑,或是其大紅斑將消失。天文學家密切留意這起天體撞擊,去揭曉哪些預測將會正確。

撞擊頻率[编辑]

木衛三表面的連續環形山

在SL9彗星撞擊木星之後,人們又找到五顆彗星(包括編號82P、111P及147P)一度繞木星公轉。據研究結果顯示,由於木星的質量位居太陽系行星之冠,憑其強大引力可抓獲不少彗星,成為它的「衛星」。

這些被木星擄獲的彗星多擁有不穩定的繞木軌道,其路徑極為橢圓,通過遠木點時又容易被太陽的引力所影響。研究指出彗星撞木星的次數,平均每個世紀會發生一兩次,但像SL9般較大型的彗星撞擊則更少見,平均每一千年發生不多於一次。

此外人們又找到不少證據,指出木星及其衛星以往也曾發生連串彗星碎塊撞擊。在伽利略號及兩艘航行者太空船飛經木星時,它們拍得木衛三木衛四的表面有一些連續的環形山,當中前者有三串,後者更多達13串。雖然月球表面也有連續的環形山,但那些環形山多是由大至小來排列,這是隕石撞擊月球並經多次反彈所造成的,因此環形山也一個比一個小。而木衛的情況則不同,每串環形山的隕石坑大小均差不多,隕石反彈決不能做出這樣的景觀,在SL9彗星被發現前,這些環形山串的由來仍是一個謎,彗星撞木星這個天文奇觀,為木衛的環形山串的由來提供了重要線索,它們有可能是多塊碎片同一時間撞擊木衛而造成的。

「太空吸塵機」[编辑]

SL9彗星撞木星這個天文奇觀,突顯了木星為內太陽系扮演著「太空吸塵機」的角色。研究指出它的強大引力可吸掉不少彗星小行星,木星發生彗星撞擊的機率是地球的2,000至8,000倍。[1]

科學家一般相信,距今6,500萬年前的恐龍滅絕事件,是因為天體撞擊而造成的,並形成了位於墨西哥境內的希克蘇魯伯隕石坑,說明了一旦地球發生這樣的天體撞擊,造成的後果是災難性的。他們又認為如果沒有了木星這部「太空吸塵機」,這些小型天體將會撞向內太陽系的類地行星,撞擊地球的機會也會隨之增加,使得地球出現生物滅絕的次數更多,在這樣的環境下,地球或會難以孕育出複雜的生命。[2]

參考文獻[编辑]

  1. ^ Collisional probability of periodic comets with the terrestrial planets - an invalid case of analytic formulation Nakamura T., Kurahashi H. (1998), Astronomical Journal, v. 11, p. 848: for Jupiter-interacting comets of greater than 1 km diameter, a Jupiter impact takes place every 500-1000 yr, and an Earth impact every 2-4 Myr.
  2. ^ Wetherill, G. W. (1994), Possible consequences of absence of Jupiters in planetary systems, Astrophysics and Space Science, v. 212, p. 23–32

相關網站[编辑]