
飞船撞彗星示意图

“深度撞击”探测器:重650千克,携有太阳能面板、高增益天线、碎片防护装置、望远镜、高分辨率成像仪等科学仪器。

“铜弹”:重370千克,由49%的铜和24%的铝等材料制成;携有目标遥感器、自主导航系统等科学仪器。

图为电影《深度撞击》的海报

参与组装“深度碰撞”探测器的部分科学家
在经历了173天、4.31亿公里的太空飞行之后,“深度撞击”号探测器发射的一枚重370千克的“铜弹”,将于明天下午击中“坦普尔1号”彗星——
太空上演惊世碰撞
由美国宇航局(NASA)操纵,旨在探索彗星奥秘的“深度撞击”探测器,将于明天(美国东部时间7月4日凌晨)在太空上演“焰火表演”。届时,这场“人造天象”将吸引全球天文学家和数亿天文爱好者的眼球。
人类探索彗星的漫漫旅程向前迈了一大步,彗星离我们还有多远?对此,本报记者专程前往中科院上海天文台请教了长期从事天体物理学研究的赵君亮教授,请他为读者解读即将发生的“深度撞击”的来龙去脉及其科学意义。
撞击过程
对于即将发生的“深度撞击”的过程以及相关数据,赵教授介绍说,美国宇航局于美国东部时间今年1月12日13时47分发射了一枚名为“深度撞击”的探测器。
在实施碰撞前24小时,“深度撞击”号探测器将精确测算出撞击彗星的具体位置,在距离彗星500公里处释放一枚撞击器,并引导它进入“坦普尔1号”彗星的轨道。
之后,撞击器通过自身导航和动力装置穿越“坦普尔1号”的彗尾、彗发,以每小时3.7万公里左右的速度向直径约6公里的彗星冲去,直奔彗星的核心——彗核。
此时,探测器则会改变航线,在飞行500公里后到达距彗星的最近点。美国东部夏令时7月4日1时52分,撞击器将会与坦普尔1号彗星在距离地球1.32亿公里处相撞,并在彗星表面撞出一个深度相当于14层楼高、近200米宽的大坑。
撞击瞬间将喷射大量的粉尘,且撞击后的几小时内,彗星也将增亮15~40倍。
为什么要进行“深度撞击”
赵君亮特意指出,有一个容易被公众忽视的细节,那就是坦普尔1号的“彗核”,尤其是彗核内部深处才是本次撞击真正的“靶点”。
7月4日的撞击之所以需要有一定的“深度”,原因有二:
其一,由于坦普尔1号是一颗短周期彗星,它每回归太阳附近一次就会挥发掉一些物质,久而久之便只剩下彗核深处一些不易挥发的“精华”,这些“精华”很可能就是太阳系形成之初的原始物质。
其二,由于彗星在绕太阳运动的过程中彗核表面会受到行星际物质的“污染”,而只有彗星内部深处的物质才可能保存有太阳系形成之初的原始物质,为了采集到最有价值的信息,撞击器必须深入到彗核的内部,这就是探测器取名为“深度撞击”的原因。
但是,“深度”只是一个相对的概念,因为撞击器自身质量并不大,故撞击彗星后不会改变彗星本身的运行轨道。
撞击彗星科学意义何在
赵君亮认为,“深度撞击”远不只是美国宇航局导演的一场奢华的“独立日焰火表演”,它具有较为深远的科学意义。
意义之一,人类能够藉由坦普尔1号彗星的内部结构,获取太阳系起源和早期演化的线索,进而探寻太阳系的秘密。许多国际天文学家都相信彗星极可能含有太阳系最原始的物质。一种普遍的说法认为,彗核可能保存了约50亿年前太阳系形成初期存在的原始物质,因此很可能如化石般地保留了太阳系形成之初的历史“密码”。此外,根据开普勒行星运动定律,可以推测彗星的运动并非是“匀速”的,距太阳越近,运动速度越快。而大多数彗星的运动轨迹都呈很扁的椭圆形,因此周期彗星的绝大部分生涯是在远离太阳的行星际空间度过,那儿温度极低,因此,物质的原始状态得以长久保存。如果能对彗星彗核深处的这些原始的冰冻残留物作深入分析,就有可能了解40多亿年前太阳系形成初期的情况。
意义之二,藉由研究彗星内部结构,尤其是利用撞击所采集到的彗核深处蕴含物质的信息,就能更全面地甄别和理解两种“生命起源”学说。关于生命起源于何处,如何起源,学术界存在着两种完全不同的意见。一种称作“本地说”,认为地球上的生命起源于地球本土,即生命是在地球上诞生并不断进化的。另一种称作“外源说”,主张地球上的生命起源于地球之外,最初可形成生命的物质并不存在于地球本土,而是从地球外“引进”的。主张地球上生命“胚种”来自地球之外的观点认为,早期地球本身并没有形成生命所需要的化合物。但是,形成生命所需的一些复杂有机分子早已存在于星际空间或行星际空间;它们附着在太阳系内的小天体(包括小行星和彗星)上,而这些小天体或它们的碎片和微粒经常会闯入地球,从而为地球带来形成原始生命所需要的胚种——有机化合物。如果探测器能从彗核物质中探测到这类有机分子,这项研究结果将很可能成为生命起源“外源说”的一大佐证。当然,要是在将来能做到把彗星物质带回地球,那么在整个过程中必须对所采集的样本实施密封隔绝,以确保其“地球外物质”的属性。
此外,此次深度撞击还可能具有一定的观赏价值。撞击器击中“坦普尔1号”的瞬间,碰撞产生的尘埃会从“弹坑”喷涌而出。那些烟花般抛出的尘埃因反射阳光而发光,名副其实地借了一把太阳的“光”。这是人类第一次自己创造的美妙天象。
由于这次撞击将发生在北京时间7月4日13时52分,因此中国天文爱好者很难目睹撞击瞬间的景象。必须耐心等待6个半小时,届时彗星将开始进入我国夜空视野,若将天文望远镜对准目标,将会在彗星的预报位置上隐约观察到一团略微泛亮的“小绒球”。
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