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科普:月球不會像科幻電影中那樣偏離軌道撞向地球

2022/2/15 11:26:39 來源:新浪科技 作者:葉傾城 責(zé)編:遠(yuǎn)洋

北京時間 2 月 15 日消息,據(jù)國外媒體報道,數(shù)十億年以來,月球一直是地球的“親密伴侶”,盡管我們對它的形狀和大小的觀點會因其環(huán)繞地球運(yùn)行的不同時期而有所差異,但它仍受地球引力束縛,成為地球最親密的小伙伴,這種情況會發(fā)生改變嗎?

在 2022 年上映的電影《月球隕落(Moonfall)》中,一種神秘力量將月球從軌道上拋出,并推動它朝向地球碰撞,在短短幾周時間內(nèi),碰撞粉碎地球的一次末日災(zāi)難即將來襲…… 當(dāng)面對這種高風(fēng)險且夸張的災(zāi)難場景時,影片中的角色奮力拯救地球,在該過程中,他們發(fā)現(xiàn)月球并非之前人們所認(rèn)識的那么簡單。

在這部高度燒腦的科幻電影中,月球是數(shù)十億年前由智慧外星人建造的巨型建筑體,雖然這僅是一部科幻電影,但此類觀點已深深扎根于科幻小說領(lǐng)域。但是太空中是否存在什么神秘天體或者力量,能夠真正地將月球推離其運(yùn)行軌道呢?

成千上萬顆小行星和彗星在太陽系周圍呼嘯而過,如果它們與一塊足夠大的太空巖石發(fā)生碰撞,月球會不會變成一個拋射體,從而撞向地球呢?

月球是一個堅固的巖石天體,周圍環(huán)繞著一層非常薄的氣體,被稱為外逸層,月球大約在 45 億年前形成,與地球形成的時間十分接近。美國宇航局稱,一種被廣泛接受的假設(shè)觀點認(rèn)為,月球是年輕時期地球和一顆較小體積的原行星(一顆被命名為“忒伊亞”的假設(shè)天體),發(fā)生巨大碰撞后形成的巖石碎片;另一種碰撞假說認(rèn)為,月球和地球都是兩個體積是火星 5 倍的天體碰撞后形成的。

目前月球與地球的平均距離是 385000 公里,其質(zhì)量超過 8100 萬噸,它大約是地球體積的 49 分之一,依據(jù)美國宇航局的觀點,如果地球相當(dāng)于一個籃球,那么月球僅是一顆乒乓球那么大。

月球圖像顯示,其表面布滿了各種大小的隕坑,都是由歷史碰撞產(chǎn)生的。但這些碎片大多是數(shù)十億年前形成的,當(dāng)時有更多的碎片穿過太陽系,曾經(jīng)遍布太陽系的行星形成巖石殘骸早已消失,因此近代太陽系天體碰撞次數(shù)已顯著減少,碰撞地球或者月球的小行星已減少很多。

CNEOS 一直在識別和跟蹤小行星和彗星等近地天體,從而確定它們是否對地球、月球或者我們的其他宇宙鄰居構(gòu)成威脅。迄今為止,CNEOS 已跟蹤發(fā)現(xiàn)了大約 28000 顆近地天體,這些天體接近地球的距離為 1.3 個天文單位(相當(dāng)于 1.945 億公里)。

通常而言,小行星與月球碰撞的可能性比與地球碰撞的可能性更小,因為地球是一顆質(zhì)量更大、引力更強(qiáng)的天體。假設(shè)太陽系突然出現(xiàn)一塊“任性”的太空巖石,當(dāng)它進(jìn)入地月軌道范圍時,極大可能是受地球引力牽引,而不是月球。

當(dāng)科學(xué)家們考慮到小行星撞擊地球帶來的風(fēng)險時,它們的體積大小也很重要。依據(jù)美國宇航局的觀點,要將一顆近地天體列為對地球的威脅,其直徑至少要達(dá)到 140 米。如果存在潛在碰撞月球且破壞月球運(yùn)行軌道的小行星,其體積至少和月球一樣大,月球自身體積就很大,所以潛在碰撞月球的小行星必須也是“龐然大物”,而且要高速撞擊它,這意味著此類小行星直徑必須達(dá)到數(shù)百公里。

幸運(yùn)的是,太陽系所有已知小行星體積都小于月球。目前已知的最大小行星質(zhì)量大約是月球的 70 倍,其軌道位于火星和木星之間的主小行星帶,距離地球大約 1.8 億公里。

這可能排除了太陽系小行星偏離月球原有軌道的可能性,但人造物體會影響月球嗎?之前相關(guān)報道稱,2015 年發(fā)射的 SpaceX“獵鷹 9 號”火箭助推器報廢后,現(xiàn)正處于與月球的碰撞路線中,預(yù)計將于 2022 年 3 月碰撞地球。

該火箭助推器重量大約 4.4 噸,它將深空氣候觀測臺(DSCOVR)送入指定軌道后會耗盡燃料。據(jù)了解,DSCOVR 是一顆用于監(jiān)測地球氣候和太陽風(fēng)暴的人造衛(wèi)星,也是美國宇航局和美國國家海洋和大氣管理局的一個聯(lián)合項目,目前燃料已耗盡的火箭助推器將于美國東部時間 3 月 4 日 7 點 25 分以 9288 公里 / 小時的速度撞擊月球遠(yuǎn)側(cè),預(yù)計碰撞會形成一個直徑 20 米的撞擊坑。

此次碰撞不會造成月球軌道風(fēng)險,然而盡管噴氣推進(jìn)實驗室近地天體研究中心通常不會跟蹤太空中的人造物體,但近年來一直密切監(jiān)測火箭的運(yùn)行軌跡。

因此,當(dāng)你仰望夜空月亮?xí)r,你可以放心地認(rèn)為它不會很快消失,也不會因某次撞擊事件導(dǎo)致地球和月球發(fā)生毀滅性碰撞災(zāi)難

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