摧毁一颗对地球有威胁的小行星比我们想象的要难

在科幻电影中可能会出现这样的剧情:发现一颗小行星即将撞击地球,为了避免这足以灭绝人类的巨大天灾发生。

在科幻电影中可能会出现这样的剧情:发现一颗小行星即将撞击地球,为了避免这足以灭绝人类的巨大天灾发生,灯塔国政府决定派遣几个超级英雄,将火箭发动机安装在另一颗小行星上去撞击那颗小行星,使它偏离撞向地球的轨道。但是最新的研究表明,这种办法可能是徒劳的,并不能拯救地球。

摧毁一颗对地球有威胁的小行星比我们想象的要难

在这篇将发表在行星科学期刊《Icarus》的论文中,研究者采用一种新的混合框架,来模拟高速小行星的撞击及评估最终结果。非常令人失望,人类可能在面对有威胁的小行星时不得不使用更加猛烈的火力才行,彻底粉碎一颗小行星比预想的难得多!

这个项目在研究小行星高速撞击时,用计算机模拟了一块直径为1.21公里的玄武岩,以每秒5公里的速度撞击一个直径为25公里的目标。整个过程分为两个阶段分别观察其结果:首先以最近改良过的小行星岩石材料模型来模拟撞击之后极短时间发生的碎裂过程,然后使用一个被称为N体模型的程序来模拟引力作用,以观察撞击后发生的事情。

虚拟撞击的结果是小行星并没有完全粉碎。虽然撞击初期小行星内部出现很多裂隙,靠近撞击点的岩石被粉碎成沙子散射出去,并形成一个陨石坑。但整个过程并没有结束,当颗粒射流和孔隙坍塌等能量释放方式消散后,那些裂隙并没有完全破坏小行星,最终留下了一个虽然破损但完整的小行星,并且因为它的质量足够大,可以将部分飞离的碎块拉回自身。这个结果表明岩石小行星的破坏阈值比以前认为的要高。

此前曾有研究团队进行过类似设计的撞击模拟过程,在那些研究中,较大的小天体被完全摧毁。但是以前的模拟程序代码并不完善,没有考虑撞击后极短时间内发生的岩石动力学冲击过程,由于裂隙以有限的速度在小行星上传播,所以撞击效果并不能轻易地破碎小行星。

这项研究还有别的用途,比如未来如何从小行星上采矿。

虽然这个研究结果可能不会对科幻电影中的爆破方式产生影响,但对于NASA的行星防御协调办公室来说,已经感到情绪紧张了。它的任务就是监测并跟踪那些可能会闯入近地轨道的有威胁物体。

如果有一颗小行星注定要撞击地球,最好把它分成极小的碎片,或者把它推到一个不同的方向,如果是后者,应该用多少力量将它移开而不会导致它破裂并依然有威胁。这个问题从学术研究到真实发生很可能只是时间问题,届时我们应该做些什么,能做些什么。像这样的科学研究对于帮助我们做出这些决定至关重要。

编译:听松

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