上週日傍晚,當地球的陰影將滿月的表面塗成深邃的鐵鏽紅色時,一顆迷途的流星撞擊了月球表面。這次撞擊的餘波——在這血紅色球體最黑暗邊緣短暫的閃光——持續的時間剛剛好讓一些眼尖的日食觀測者發現。
行星科學研究所的Ryan Watkins說,這樣的撞擊通常“難以探測”。她指出,“大多數撞擊都非常小,我們只能在月球黑暗或僅被輕微照亮的部分看到它們。”
據科學家所知,這是首次隕石撞擊明顯與日全食同時發生;但總的來說,這類月球碰撞非常常見。事實上,地球上和太空中的最新觀測表明,月球遭受撞擊的頻率高於先前的預期。亞利桑那州立大學的Mark Robinson說:“看到這樣的事情非常正常”,他負責目前在繞月飛行器上執行的一臺相機。“月球每天都會被撞擊。”
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這意味著什麼呢?嗯,如果您計劃建造月球基地,那麼瞭解宇宙多久會在您的屋頂上落下相當大的碎片是很有必要的。“如果你想象這塊石頭落在你的頭上,那可不太愉快,”奧斯陸大學研究月球撞擊率的Stephanie Werner說。“在我們對小型拋射物速率的理解程度上,肯定存在不確定性。我們收集的資訊越多,就越令人興奮。”
日食煙花
在最初的撞擊報告釋出後的幾個小時內——觀眾在日食的幾個直播中瞥見了撞擊——天文學家、攝影師和其他人爭先恐後地確認是否發生了碰撞。他們重播了影片,篩選了照片,並排除了相機偽影、軌道衛星和其他現象。
最終,西班牙韋爾瓦大學的天文學家Jose Maria Madiedo加入了討論。“歐洲MIDAS調查框架下的望遠鏡記錄了撞擊閃光,”他宣佈。MIDAS——月球撞擊探測和分析系統——涉及西班牙南部的三個不同天文臺。自1997年以來,Madiedo和他的同事一直將這三個天文臺的望遠鏡對準月球,並記錄撞擊閃光。他說,1月21日凌晨,三個天文臺中有兩個被雲層遮蔽,但塞維利亞站的天氣很好。“總共有四架位於該天文臺的望遠鏡獲得了該事件的影像,”他說。
月球撞擊的影片,由月球撞擊探測和分析系統 (MIDAS) 中的望遠鏡拍攝。
現在,根據觀測到的閃光的亮度和持續時間(持續了0.3秒),Madiedo計算出撞擊物重約10公斤,以每小時61,000公里的速度撞擊月球表面,並形成了一個直徑在7到10米之間的撞擊坑。“最可能的情況是,撞擊物是一顆彗星的碎片,”他說,並指出我們太空鄰域中的大部分碎片是彗星碎塊。“爆炸相當於0.5噸TNT。”
猛烈的隕石雨
在地球上,只有最大的撞擊物才能在下降到地球表面的過程中倖存下來,而較小的碎片會解體,在被拖曳穿過我們的大氣層時燃燒殆盡,有時會留下可觀察到的火焰條紋。
但月球沒有類似的保護。在那裡,衝向月球的物體在下降過程中不會減速,而是以極高的速度撞擊其表面。(月球隕石坑密佈的表面,比地球更能持久地記錄撞擊事件,這說明這種情況發生的頻率很高。)在這樣的撞擊事件中,周圍的物質會短暫地被過熱,熔化的、汽化的岩石會發出可觀察到的光芒,即使在沒有氧氣的情況下也是如此。
大型撞擊極其罕見,儘管Madiedo在2013年捕捉到一次持續了八秒多,並且短暫地像北極星一樣明亮的撞擊。“理論上,即使不使用任何儀器,也可以從地球上看到它,”他說。但相對較小的撞擊,比如週日的事件,一直都在發生——Madiedo指出,大約每兩到三個月發生一次。更小的撞擊,只能透過專用望遠鏡觀察到,則更加頻繁;去年,MIDAS在7月份探測到兩次月球撞擊,間隔幾乎正好一天。
阿波羅宇航員放置在月球表面的地震儀記錄了大約1,700次由扁平隕石引起的震動。而Watkins曾作為學生幫助設計了一種可以探測撞擊閃光的儀器,她指出一個NASA小組專門監測月球閃光,在四年內探測到大約200次撞擊。此外,月球勘測軌道飛行器 (LRO) 拍攝的影像——它已經在月球周圍環繞了近十年——表明新的撞擊坑一直在出現,七年內出現了222個新的撞擊坑。“這些新的撞擊可以教給我們很多關於月球的知識,”她說。“瞭解撞擊率可以極大地幫助我們瞭解地球-月球系統的撞擊危險,以及未來月球表面任務的撞擊危險。”
負責LRO相機的Robinson說,該航天器不會有意瞄準週日撞擊的區域——這樣做意味著犧牲團隊客觀測量月球撞擊率的目標。“如果我們瞄準它,那麼它就不再是對撞擊率具有統計意義的觀察,”他說。“我們可以回應社交媒體,立即嘗試拍攝照片並找到它,或者我們可以做好科學研究。”
但他指出,很可能在未來幾年內的某個時候,該航天器會捕捉到月球最新隕石坑的影像。而且,如果在任務結束時,LRO仍然沒有發現隕石坑,團隊可能會將其傳送過去,無論如何也要拍一張照片。
“它發生在日食期間很有趣,”他說。“任何時候月球受到更多關注都是一件好事。但這並不令人驚訝、可怕或不尋常。”
