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比土豆还丑的彗星?它咋就长得这么自我种植达人在古代放弃了!?

[2019-09-10 20:49:33] 来源: 编辑: 点击量:
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导读:原标题:比洋芋还丑的彗星?它咋就长得这么自我摒弃了!? 宇宙中的天体都长什么样?不晓得。总之不都是球,尤其是那些小个头儿的天体。大多数小天体,譬如小行星和彗星,都长得

原标题:比洋芋还丑的彗星?它咋就长得这么自我摒弃了!?

宇宙中的天体都长什么样?不晓得。总之不都是球,尤其是那些小个头儿的天体。大多数小天体,譬如小行星和彗星,都长得挺驾轻就熟的。

非要总结归类的话,也不是彻底无迹可寻,最常用的尺度便是长宽比啦。有些小天体长宽比小些,像个苹果;而有些长宽比大些,像个芒果。更虚夸的便是去年新缔造的第一颗来自太阳系外的星际来客‘Oumuamua,长宽比高达10:1,构想图长这样:

‘Oumuamua形状的设想图。图片根源:NASA

在这类长宽相比大的小天体里,还有一种愈加特异的外形:哑铃型或双叶型(bilobate),望文生义,就是明显可以看到两头粗中间细。

最楷模的便是被罗塞塔号具体窥察过的彗星67P/楚留莫夫(67P/Churyumov–Gerasimenko)了。除此之外,另有比方彗星1P/Halley(也即是我们说的哈雷彗星),以及19P/Borrelly等等。

彗星67P/Churyumov–Gerasimenko(67P/楚留莫夫)、1P/Halley(也即是咱们说的哈雷彗星)、19P/Borrelly都是无名的哑铃型小天体。图片来源:NASA

这类哑铃型小天体是如何酿成的?这多年以来一直是科学家们争议的话题。

种植达人在古代

太难不看版

有一个哑铃状的彗星,你猜它是怎么样构成的?这里有3个假说:

A、一颗圆溜溜的彗星,被践踏糟踏成了哑铃。

B、两颗彗星慢悠悠地巧遇,结合成了“哑铃。

C、某些前提下,两个天体撞在了一起,况且大的还撞碎了!有些碎片重新相遇,结合在了一块儿。

现在,C被电脑模拟证实了。

侵蚀说与撞击说

有两种料想。一种是侵蚀说——一整块细长型小天体经由进程局部性的品格消散大风化侵蚀,最终酿成了哑铃状;一种是撞击说——两个小天体各自组成,此后因为碰撞而连贯起来的。

腐蚀说与撞击说提醒图。局部性的氧化感导能够是由由于彗星在近日点相近的排气作用惹起的局部品格消散等启事酿成的。制图:haibaraemily

那么彗星67P是哪种呢?2014年8月6日,欧空局发射的罗塞塔号探测器给出了理解的谜底[1]。罗塞塔号携带的OSIRIS相机,不单得到了彗星67P外观全部的区域的回首回头回忆并进行了分区,况且还以高达7米/像素的分辨率细密测绘了彗星67P的地层。

罗塞塔号及其携带的菲莱号着陆器与彗星67P。图片本源:ESA

在回顾中,地表的断层形成台阶一样的台地,裸露出彗星67P内部丰盛的地层结构,诠释它并不是一个均质的“苹果”,而是一个层层叠加的“洋葱”。

这些地层是彗星抑郁的地质勾当引起的。与地球相同,特定地层对应特按时期,在没有发生倒转和差异腐蚀的情况下,新发生发火的地层会接续叠加在旧的地层之上。

左图是彗星67P上Seth地域中的台地(绿色)和暴露进去的地层(红色)。右图是缩小后的平行地层。图片本源:ESA

显然,腐蚀说和撞击说制造生的地层特征应当是不合的。若是哑铃构造是由局部侵蚀孕育发生的,那末凑近氧化一小部分的地层偏袒和重力标的目的就不垂直了。

腐蚀与撞击形成的哑铃型小天体应该会有完全不同的地层散播。制图:haibaraemily

通过阐发罗塞塔号传回的追念数据,科学家重现了彗星67P表层向下650米深的地层组织,确认彗星67P并非一个大洋葱被局部氧化酿成哑铃形状的,而是两个各自自力组成的“洋葱头”重组而成的[1]。

多视角的地层与重力方向相关,黄色为重力方向,虚线为地层身分,两者几近四处近乎垂直。图片根源:文献[1]

然而新问题又来了:要是彗星67P是撞击兼并而成的,又要如何坚持原来的地层与外部布局,而不被剧烈的撞击发生的热所融化重铸呢?

怎样撞上的?

一种观点认为,两颗构成于太阳系沟通的环境中的原始彗核碰劲相遇了,由于相对速率不大,两颗彗核渐渐相撞,并由于引力浸染最终结合在了共同,形成克日的彗星67P(以是咱们权且管这叫“缘分说”吧)。但由于这一进程只大概发生在太阳系构成晚期(最起头的1000万年摆布),以是假定这一假说是真的,就注明彗星67P颇为破旧,在太阳系初期就曾经完成了分隔。

缘辩解。图片来源:参照文献[2] | 翻译:haibaraemily

这一假说的畛域性是不问可知的:真的就有这么巧?当然,用“幸存者缺欠”可以有部潮解释这类“巧合”:我们昨天能看到的,都是幸存上来的……

但也有一有部分科学家真实不置信这种偶合,于是就有了另一种假说:磨难性撞击说。

在茫茫宇宙这么长的时日尺度下,大大小小天体之间的猛烈撞击是很常见的,月球上麋集的陨石坑就是最佳的证明。只不外,大小差异太过迥异的情况下,天然是大天体一丝不动,小天体尸骨无存。

左:满目疮痍的月球高地;右:彗木相撞后在木星上留下的红褐色斑点。图片源头:NASA

那假定是大小差不久不多(量级上可比)的天体呢?若是速度还迅速呢?这样的撞击就多是覆灭性的,大天体也不克不及幸免,也会被撞得销毁。

苦难性撞击说即是基于这种撞击事务的进一步猜想:一颗被覆灭性大撞击彻底击碎的大天体的千百万块碎片中,一部份碎片又重新分离与吸积,两块较大的碎片结合成为了当今的彗星67P。

多么的撞击事务在整个太阳系的各个阶段都在不断发生,真实不是太阳系晚期独占的。以是要是这个假说是真的,那末固然彗星67P的两个“哑铃头”如故生涯着太阳系最古老的特征,但斯时这个分隔隔离分散的容貌大约实际上很年迈。

灾难性撞击说。图片来源:参考文献[2]| 翻译:haibaraemily

大撞击,我模拟给你看!

劫难性大撞击的假说也不是因为不love缘辩白凭胡想出来的。地理学家在研讨小行星的构成缘故原由时就告捷地证实过这个假说。当初人们发明,当然太阳系里有辣么多辣么多小行星,但明显可以有些小行星的光谱与轨道特色太像了——这相对是一家子出来的啊!

一个很人造的推理即是:本家的小行星们但凡抗衡颗母天体被撞进去的碎片!法国尼斯地理台的Michel团队的摹拟曾注解,撞击后的碎片可以疾速实现吸积和重组,构成各种形状的小天体。

Michel与共事们用改进版模型模拟出灾祸性撞击之后,碎片重组出小行星“丝川”的进程。图片根源:参照文献[4] | 翻译:haibaraemily

然而,彗星太不凡了:不单质地更松散,况且还含有少量固态内容的蒸发性肉体(好比水冰)。经由进程大撞击后的重组,彗星的松散质地和挥发性组分还能保持得住么?

近日,同样来自法国尼斯地舆台的Schwartz及其共事们的最新仿照终归[5]讲明:完全没问题!

Schwartz及其同事们模拟了下列差别速率和质量比的多种磨折性撞击下母天体碎片的重吸积过程。如下是此中一种模拟情况下母天体被撞碎和碎片吸积重组的样子。

摹拟撞击速度150 m/s,争持角29°时,母天体被撞碎以及碎片的重吸积历程。

摹拟下场透露表现,毁灭性大撞击以后,母天体的碎片完全大要以低速互相碰撞(相对速率小于1 m/s)的法子从新拉拢在一同。重吸积之后会发生各类大小与外形的小天体,个中完全可以组成67P如许的哑铃型形状种植达人在古代

Schwartz及共事们模仿的患难性大撞击发生9天后还在进行的湍急撞击和交融,原视频10.7秒的时长代表了10.7个小时内的更改。

哑铃型彗星的磨难性撞击起源假说可以更好地解释这些碎片为什么会恰好撞在一路,也可以更好地解释彗星外观的断层等撞击相关的地貌成因。同时,何等的撞击在太阳系历史上的任什么时辰候均也许发生。于是,尽管彗星67P的两个哑铃头一部分也曾生存着太阳系最原始的要素,但这种新的组成体,以及表面的一些地貌形状或者非长年迈。

有有数的天体曾经或正在撞击中走向覆灭。但这毁灭当中,也孕育着复生。

想象中的构成月球的大撞击图景。

(编纂:明天 luna)

参照文献:

Massironi, M., Simioni, E., Marzari, F., Cremonese, G., Giacomini, L., Pajola, M., ... Preusker, F. (2015). Two independent and primitive envelopes of the bilobate nucleus of comet 67P. Nature, 526(7573), 402.

Nature News:How the rubber-duck comet got its shape

Michel, P., Benz, W., Tanga, P., Richardson, D. C. (2001). Collisions and gravitational reaccumulation: Forming asteroid families and satellites. Science, 294(5547), 1696-1700.

Michel, P., Richardson, D. C. (2013). Collision and gravitational reaccumulation: Possible 种植达人在古代 formation mechanism of the asteroid Itokawa. Astronomy Astrophysics, 554, L1.

Schwartz, S. R., Michel, P., Jutzi, M., Marchi, S., Zhang, Y., Richardson, D. C. (2018). Catastrophic disruptions as the origin of bilobate comets. Nature Astronomy.

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