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天文专家解答“深度撞击” 意在探寻太阳系起源
中国网 | 时间: 2005-07-03  | 文章来源: 新闻晨报

为何不撞击其它天体

据NASA介绍,这次进行“深度撞击”,主要是为了研究彗星中最“重”的部分——彗核的内部物质构成,以此帮助人类了解太阳系形成初期的物质形态。

那么,为什么要通过研究彗核来探寻太阳系初期的物质形态呢?赵教授解释说:“根据目前广为接受的太阳系起源‘星云说’,太阳系内所有天体都有同一个源头,那就是原始太阳星云。大约50亿年前,这个星云在万有引力的作用下收缩,形成了一个星云盘,并从中诞生了太阳、行星、彗星等等诸多天体。”

50亿年过去了,太阳系内许多天体的物质构成都发生了很大的变化,相对来说,彗星是个例外。

“大多数彗星都是沿着一些很扁的椭圆形轨道绕太阳运行,其大部分时间都是在远离太阳的地方度过的,那里的温度极低,物质的原始形态可以长久地保存下来。因此,彗星便成了研究太阳系原始物质形态的一个天然工具,”赵教授说。

彗星虽然“冻”住了原始的物质形态,但在其漫长的时空旅行中,也不可避免地要受到各种行星际物质的污染,这些物质会污染彗核表层,所以,彗核的表面物质不能代表太阳系原始物质。

赵教授说:“只有彗星内部深处的物质才保留了太阳系初期的原始形态和原始组成,如果想正确认识太阳系的初始物质形态,就必须研究彗核深处。所以,NASA要进行‘深度撞击’。”

跟“生命研究”有关系吗

赵教授表示,除了研究太阳系初期物质形态,“深度撞击”还可能对研究地球上的生命起源有一定的科学意义。

赵教授介绍说,目前对于生命起源这一重大基础理论问题,人们有两种意见。一是认为起源于地球本土的“本地说”;另一个就是从地球外“引进”的“外源说”。

“外源说”认为,虽然早期地球缺乏形成生命的化合物,但形成生命所需的许多复杂分子早已存在于星际或行星际空间。这些复杂分子附着在小行星、彗星、流星体等小天体上,而这些小天体或其碎片、微粒会经常“入侵”地球,从而为地球带来了形成原始生命所需的有机化合物。

如果“深度撞击”能撞出一些有机化合物,就可能为生命起源的“外源说”提供某些证据,从而可能有助于我们接近生命起源的真相。

方式“撞击”还是“登陆”

至于撞击与登陆两种研究彗核物质构成的方法,赵教授认为,如果不考虑对航天等技术的要求,两者各有优劣。

撞击能在彗核上撞出一个数十米的深坑,从而能够研究彗核更深处的物质。登陆能取到彗核物质样本,分析会更准确,但由于目前的技术还难以在彗核上进行深度钻探,因此,登陆提取分析的样本可能只是彗核表层的物质,与研究太阳系初始物质形态有些差距。

“由于撞击与登陆研究各有长处,人类对这两种研究方法都付诸了实施。撞击目前就是这次NASA的‘深度撞击’试验,登陆则是由欧洲空间局组织的。2004年3月2日,欧洲空间局成功发射了‘罗塞塔’彗星探测器,它将于2014年到达67P/C-G彗星附近,对其做近距离考察和采集物质样品,”赵教授说。

对象为什么不撞“死彗星”

据悉,“深度撞击”不是NASA的首个撞彗星计划,1996年,他们曾计划对一颗“死彗星”进行类似的撞击试验,但因技术原因,方案未获批准,后来该计划经过了修改就变成了今天的“深度撞击”。

赵教授分析说,NASA十年前撞击彗星计划被否决,可能与选择的对象是“死彗星”有关。NASA所谓的“死彗星”可能是指那些可挥发物质已经消耗完了,从而失去了彗发的彗星。

彗星一般由彗头和彗尾两部分组成,彗头又包括彗核与彗发。彗核直径很小,只有几百米到上百公里,但集中了彗星的绝大部分质量。彗发的体积随彗星与太阳的距离发生变化,直径一般可达几万公里,有的更是达到了180万公里,比太阳还大。

因此,如果是没有了彗发的“死彗星”,那么将很难对其进行准确观测,从而难以描绘出“死彗星”的准确运行轨迹。如此一来,撞击当然就难以实现了。

赵教授还说,随着可挥发物质的不断消耗,彗核上的原始物质形态也可能受到影响,就研究太阳系初期物质构成而言,“死彗星”也不如“活彗星”有价值。

坦普尔1号为何“中选”

对于这次“太空肇事”的“受害者”坦普尔1号,赵教授介绍说,论个头,它在彗星里不算小。它的彗核直径达到6公里、密度接近于水,区区几百公斤的撞击舱对它不会造成什么影响。

选择坦普尔1号进行撞击试验,恐怕与它的回归周期有关。这颗彗星每5年回归一次,因此,有利于科学家选择试验时机。

误区是防止“彗星撞地球”吗?

对于部分媒体报道的“深度撞击”有助于人类今后应对彗星撞地球灾难的发生,赵教授跟NASA的观点一致:这次“炮轰彗星”与“天地大冲撞”没有直接的联系。

“如果硬要说‘深度撞击’对避免彗星撞地球有什么帮助的话,那可能就是‘深度撞击’号能如此接近彗星并对彗核实施撞击,说明人类有能力对彗星运行轨道进行精确描述与预测,从而能帮助人类提前对今后可能发生的彗星撞地球灾难发出准确警报,”赵教授说。

“其实,这种准确预测彗星运行轨道的能力我们早就拥有了。1985到1986年哈雷彗星回归地球期间,包括上海天文台在内的全球天文研究机构都进行了跟踪观测。美国、原苏联、日本和欧洲空间局共发射了6个探测器对其进行近距离实地探测。所以说,只要做好观测,人类早就能比较准确地预测某颗彗星的运行轨道了。”

针对彗星是否会对地球构成威胁这个问题,赵教授回答说:“其实,只要能提前相当长时间准确预测彗星轨道,人类就应该有办法改变其轨道,使那些不速之客跟地球擦肩而过。”

“我们也许可以在彗星附近引爆一颗威力巨大的氢弹,稍稍改变一下其前进轨迹;也许可以发射一个巨大的‘太阳灶’到其附近,聚集阳光加速彗核冰物质的挥发速度,从而改变彗核质量,达到改变其运行轨道的目的;我们也许还可以将一个类似前不久发射失败的‘太阳帆’之类的东西插到彗核上,通过太阳光压力改变其运行速度,也能使彗星绕道而行。”(吴志浩)

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