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二十五年前的那次惊天撞击
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Will Gater 文 Shea 编译 |
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二十五年前，舒梅克-列维9号撞入了木星的云层顶部。今天，这次以及其他的撞击事件正在对我们产生深远的影响。 1993年，天文学家吉恩·舒梅克（Gene Shoemaker）最常被问及的一个问题是：“它真的会撞上去吗？”他得到回答只有一个字：“是。” 几个月前，舒梅克和他妻子卡罗琳（Carolyn）以及另一位天文学家戴维·列维（David Levy）一起在木星附近发现了一颗彗星。从一开始，这个新发现的天体就清晰地展现出了它的特殊性。每个人都对这颗彗星的外形感到惊讶。后续的观测使天文学家得以确定其轨道，这使得本已奇特的这个天体变成了一个真正的传奇：舒梅克-列维9号彗星不仅在为围绕木星运动，它很快还会撞上木星。这无疑是一颗重磅炸弹！ 随着1994年7月的来到，全世界的天文学家都在筹划对舒梅克-列维9号彗星撞击木星进行观测。  撞击倒计时 这颗彗星本身并不是一个“人”在作战：至少在它被发现时已不是。1992年，它与木星来了次近距离交会，由此被撕裂。当然，没有人目睹了该过程，这是通过它之后的轨道反演出来的。事实上，它更像一个由21颗小彗星所组成的游行队伍，直冲木星而去。哈勃空间望远镜所拍摄的图像显示，从一端到另一端，这个游行队伍的长度远超过了100万千米。 我们对于它撞击木星前的历史所知不多。彗星通常都具有非常复杂和混沌的轨道。它们会受到行星的强烈扰动，因此很难回溯它们的轨道。虽然从地球上完全看不见舒梅克-列维9号撞击木星的那一刻，但却可以看到它在木星中消亡的过程。空间探测器、空间望远镜和地面天文台都会监视这一过程。如果发生什么意外，它们就会捕捉到。 随着1994年7月16日太阳西沉，智利托洛洛山天文台的巨大望远镜对准了木星。当晚，那里的天文学家们使用了一台强大的红外相机来搜寻彗星撞击的迹象。他们所寻找的是被甲烷所吸收的辐射。在这些波长上，木星的大部分看上去是漆黑的，因为它大气中的甲烷会吸收所有的辐射。不过，位于这些甲烷之上的任何东西都会显得非常明亮。 彗木相撞 不过，托洛洛山天文台并不是第一个看到彗星撞击木星的。位于其东边的加那利群岛上的天文学家，第一个看到了舒梅克-列维9号彗星的第一块碎片撞击木星所发出的闪光。到托洛洛山的天文学家能看到木星的时候，撞击留下的疤痕已经转到了木星圆面的中央。他们所拍摄的第一张照片显示，在木星中央出现了一个之前没有的巨大亮斑。一看就知道一定是发生了骇人的事情。 舒梅克-列维9号的第一块碎片确已撞入了木星的大气，产生了温度极高的羽状喷出物。通过撞击所产生的空洞，这一高温物质喷流会从木星大气向外射出。这些有点像烟灰的细微颗粒之后会重新落入木星的大气层。留下了一道用小望远镜在可见光波段即可看见的黑色疤痕。 不过托洛洛山天文台的观测机会仅限于此，此后地球上的云系一直遮挡了他们的视线。直到5、6天后，通过小型望远镜就能看到撞击在木星表面所留下的一连串黑色疤痕。除了托洛洛山天文台之外，还有许多其他的望远镜一直在盯着木星。在太空中，哈勃空间望远镜也一直在进行观测和拍照。 舒梅克-列维9号至少给了我们3个教训。首先，太阳系中大型撞击事件是目前真实存在的威胁。其次，通过舒梅克-列维9号以及之后的木星撞击事件，我们正在完善对它们的认识。第三，通过仔细研究撞击事件及其后续影响，我们对高空爆炸的物理过程有了更详细的了解，这将有助于我们建立地球大气层中类似事件的模型，完善预警系统。 舒梅克-列维9号彗星也是对遥远过往的一个提醒。在被称为晚期大规模轰击的极早期时代，内太阳系遭受了大量小行星和彗星的猛烈撞击。在火星、水星甚至月球表面，至今仍能找到40亿年这一动荡时期所留下的撞击痕迹。现在，这一阶段已成为过去，此类的事件也变得罕见。否则，也不会有今天的我们了。  [图片说明]：小行星撞击地球的模拟图。 第二波 舒梅克-列维9号彗星的独特之处就在于它发现于撞击之前，这给了科学家们时间来组织观测。下一次他们就不会这么幸运了。就在舒梅克-列维9号撞上木星15年之后，另一个天体也撞上木星。这一次警醒世人的是一个天文爱好者，而非专业天文学家。 从年轻时起，安东尼·韦斯利（Anthony Wesley）就一直喜欢动手。他痴迷于电子器件，用剩余的电池、电线、开关和电机等做一些小玩意儿。在一个圣诞节，他得到了一架40毫米折射式望远镜。他会花了很多时间在户外去观看天空中的不同天体。 若干年后，当在建造自己的37厘米牛顿反射式望远镜用来进行高分辨率行星成像时，他将儿时的这两个爱好融为了一体。他自己设计了望远镜准直系统，比许多零售望远镜上的更易于使用。制造望远镜所使用的材料也进行了优化，更利于望远镜和周围的环境达到热平衡。 2009年7月19日的晚上，正是使用这架望远镜，他在澳大利亚的新南威尔士拍摄了木星的影像。拍摄从晚上22时直至午夜时分，当时天气十分寒冷。那时他本打算在午夜就结束拍摄，但最终决定再多拍摄一会儿。就在那时他自认为看到了一个木星卫星的影子开始从木星圆面上扫过。 韦斯利所看到的这一现象其实并非木卫的影子，但他一开始并不清楚这一点。由于木星卫星凌木星是较为频繁的现象，所以它没觉得有什么特别的。约30分钟后，他用天文软件查询了一下，但却没有查到任何结果。这是他开始兴奋起来，他明白如果不出意外，这是一个大型撞击事件所留下的伤疤。 韦斯利的直觉是正确的。第二天，美国宇航局的科学家们利用夏威夷的望远镜证实，他所发现确实是一个撞击事件所留下的痕迹。再一次地，哈勃望远镜对准了木星，所拍摄的图像显示在色彩柔和的云彩中有一个直径数千千米明显的黑斑。  第三波 令人难以置信的是，韦斯利才刚刚开张。仅仅一年后，2010年6月他在拍摄木星时，在它的圆面上发现了一个明亮的闪光。远在菲律宾的另一位天文爱好者也捕捉到了它。毫无疑问，这是出现在木星大气中的一颗火流星。  [图片说明]：2010年6月3日天文爱好者安东尼·韦斯利所拍摄到的木星上火流星。版权：Anthony Wesley。 那么这一切学又告诉了我们些什么呢？只要有可能，要频繁地拍摄木星的视频影像。同时，它也再次彰显了太阳系的动态性和不可预测性。虽然天文学家和天文爱好者们都对舒梅克-列维9号以及其他事件如此着迷——期望能在晴朗的夜晚一睹壮观的景象——但下一次被撞击的也许并不是木星，而是我们。
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[Sky at Night 2014年7月]
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2001-2019火流星工作组制作
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