太空“石頭”有多大？

張弛

2～5萬年前，美國亞利桑那州的南部天空劃過一道亮光，一顆重達(dá)30萬噸的隕石以4.7萬千米/小時的速度闖入大氣層。它的速度如此驚人，相當(dāng)于從洛杉磯飛到舊金山只用了不到一分鐘的時間。它撞擊地面的能量也很驚人，相當(dāng)于250萬噸TNT炸藥爆炸產(chǎn)生的能量。這顆隕石對撞擊點周邊造成了嚴(yán)重的破壞。在撞擊地點周邊3千米的范圍內(nèi)，時速2000千米的沖擊波席卷近地面，塵土遮天蔽日。在10千米的范圍內(nèi)，所有的動物被熱浪嚴(yán)重灼傷，而24千米范圍內(nèi)的動物則被飛起的石塊擊傷甚至殺死。這顆隕石制造的隕石坑就是著名的巴林杰隕石坑，這是世界上第一個被科學(xué)家確認(rèn)的隕石坑。

根據(jù)隕石撞擊坑來推測，這顆隕石的直徑可能達(dá)到了50米，寬度有三個火車車廂那么大。近一半的隕石在穿過大氣層時被熔化。撞擊時，隕石中的巖石和金屬物質(zhì)被熔化，甚至被蒸發(fā)，只有不到十分之一的固體碎片被保留了下來。

那么，像撞擊出巴林杰隕石坑那樣的隕石在太空中算大還是??？讓我們用一種直觀的方式來看看太空中的“石頭”。

小行星帶的天體

小行星帶位于木星和火星的軌道之間，太陽系中大約98.5%的小行星在此處被發(fā)現(xiàn)。據(jù)估計小行星帶中有50萬顆以上的小行星，如果從太陽系之外看，它的規(guī)模將非常巨大——一大群小行星從木星到火星的軌道之間延伸，圍成一個以太陽為中心的巨大圓圈，小行星較密集的區(qū)域被稱為“主帶”，而主帶的兩側(cè)還有一些游離的小行星，整個小行星帶看起來就像是一個撒滿巧克力碎屑的甜甜圈。

了解小行星帶對了解太陽系有著很重要的作用，科學(xué)家們對這個區(qū)域的研究一直在進(jìn)行。根據(jù)統(tǒng)計，在那里，直徑超過100千米的小行星有200顆以上，直徑大于等于1千米的小行星有70萬到170萬顆以上。而小行星帶中最大的小行星——谷神星的直徑超過了1000千米，大小相當(dāng)于加拿大最大的省份魁北克。盡管小行星帶中有大量大大小小的天體，但是小行星帶足夠?qū)挕蠹s有2億千米，這里的小行星之間的平均距離可達(dá)160萬千米，當(dāng)然在小行星帶的中間區(qū)域，天體密度較大，那里的小行星距離相對較近。不過不管怎樣，穿越小行星帶時不會像《星球大戰(zhàn)》中穿梭于密集的太空巖石那樣危險。更值得慶幸的是，小行星帶的天體相對比較穩(wěn)定，通常情況下不會跑到太陽系內(nèi)部。

活躍的柯伊伯帶天體

但是太陽系邊緣的柯伊伯帶中的天體，可就不會像小行星帶的天體那么老實了。柯伊伯帶這個名稱源于荷蘭裔美籍天文學(xué)家吉納德·柯伊伯。柯伊伯出生于荷蘭，1937年加入美國國籍，先后就職于哈佛大學(xué)、芝加哥大學(xué)，還曾任葉凱士天文臺和麥克唐納天文臺臺長。他在1951年首次提出海王星軌道外存在一個小行星帶。1992年，第一顆這個小行星帶的天體被發(fā)現(xiàn)，從而證實了柯伊伯的理論是正確的。為了紀(jì)念他，這個小行星帶就以他的名字命名。隨著觀測技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在科學(xué)家每年都能在柯伊伯帶中發(fā)現(xiàn)數(shù)十顆直徑在數(shù)百千米左右的小行星。已發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶的天體直徑從數(shù)千米到上千千米不等，而直徑超過100千米的天體大約有10萬顆。

在柯伊伯帶，已知最大也是最著名的天體是冥王星，它的直徑為2370千米。以前冥王星位列太陽系9大行星，但是如今它已被降級為矮行星，并被歸入柯伊伯帶小行星的行列。

此外，柯伊伯帶也被認(rèn)為是太陽系大多數(shù)彗星的來源地，那里有大量的彗星。有些彗星會沖入太陽系內(nèi)部，拖著長長的彗尾，有些彗星的彗尾甚至可達(dá)到上億千米，霸氣十足，但是事實上它們的核心只有幾千米。來自柯伊伯帶的彗星有歐洲航天局羅塞塔計劃中的目標(biāo)67P彗星。67P彗星外形上像一只橡皮鴨，“鴨脖子”和“鴨頭”的部分長2.6千米，寬2.3千米，“鴨脖子”之下到“鴨屁股”的部分長4.1千米，寬3.3千米。

神秘莫測的奧爾特云天體

除了柯伊伯帶的彗星會沖入太陽系內(nèi)部，偶爾也有一些自遠(yuǎn)方而來的不速之客?？茖W(xué)家認(rèn)為，這些不速之客可能來自奧爾特云。不過，奧爾特云從未被觀測到過，之所以它被認(rèn)為是存在的，是因為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一些彗星的周期很長，它們每隔幾百，甚至幾千年就會到訪太陽系一次，如此長的周期意味著它們不太可能來自太陽系內(nèi)，而是來自太陽系外，也就是奧爾特云。奧爾特云被認(rèn)為是一個距離太陽系大約1光年的地帶，它就像一個由塵埃和冰塊組成的環(huán)繞著太陽系的巨大泡泡。

據(jù)估計，奧爾特云中可能有數(shù)以萬億計的彗星，這些彗星的直徑可能都在1千米以上。有科學(xué)家認(rèn)為，著名的哈雷彗星最初可能就來自奧爾特云。哈雷彗星的彗核直徑大約為960千米，質(zhì)量約為3000億噸。當(dāng)它沖向太陽時，彗尾超過70萬千米。但是就目前的情況來說，我們對奧爾特云可以說是一無所知，所有與之相關(guān)的一切都還只是推論。

當(dāng)然，隨著技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家所了解的天體會越來越多，不僅能近距離觀測太陽系內(nèi)的“石頭”，還能了解太陽外的“石頭”，比如2012年，美國宇航局利用“斯皮策”太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了一顆大小只有地球三分之一的小行星。這顆小行星距離地球大約33光年，是目前被觀測到的距離太陽系最近并小于地球的小行星。endprint