如果一颗直径100公里的小行星掠过地球大气层会产生什么影响?
发问者可能是受到了一些科幻片的影响,对天文学不是很了解,而忽略了地球引力捕捉的因素。在天文学上,一颗星球之所以能称为“行星”,其中一项必备的能力就是能够清除轨道范围内的天体。所以绝大部分撞上地球的小行星并不是它的轨道正好瞄准了地球,而是在运行过程中因为受到地球的引力影响,从而被吸着撞上了地球。所以所谓的“飞掠”在大部分情况下并不成立,只有在特别极端的情况下,一颗小行星才可能只飞掠地球的大气层而不撞上地球。
第一个问题:来到地球的小行星都来自哪里?一、来自小行星带的小行星:这种小行星基本上占了来到地球小行星的绝大多数,这些小行星在运行过程中,因为太阳引力的拉扯或者自身之间的碰撞,脱离了原有的轨道,从而在奔向太阳的过程中,被地球的引力所捕获。
二、来自柯伊伯带或奥尔特星云等太阳系外围的小行星:一般来说来自柯伊伯带或者奥尔特星云的小行星很少能够来到地球,这是因为这些小行星即使能够安全的越过柯伊伯带,还要依次躲过冥王星、海王星、天王星、土星、木星、小行星带、火星、月亮的引力捕获或者碰撞。尤其是木星和土星,巨大的引力简直就是地球的保护神。大多数来自太阳系外围的小行星,都在这里被拦截。
三、太阳系游离的小行星:这部分小行星有的本来就是太阳的卫星,侥幸躲过了太阳系巨大行星的轨道清理,游离在行星引力所影响的边缘;有的则是成为了一些巨大行星的卫星,围绕着行星公转。譬如木星和土星都有巨大的星环,这其中就包含了数量惊人的小行星。这些小行星因为各种机缘巧合,脱离了原有的轨道,偶然来到地球。
四、来自太阳系外的小行星:从概率上来说,这种小行星属于极端的特殊情况,但并不能完全排除。从人类诞生天文学到如今,科学家能够确认和证实的也只有奥陌陌这一个。
第二个问题:能够来到地球的小行星都有什么特点?以上四种能够来到地球的小行星,以来自小行星带的小行星数量最多,体积也最大。按照科学家推测,6500万年前毁灭恐龙的那颗小行星就来自与小行星带。其他来自柯伊伯带、奥尔特星云或太阳系内游离的小行星通常都比较小,已经不能称得上小行星,只能称作陨石。
来自太阳系外的小行星虽然属于极端的少数,并不能具体猜测和评估它们的体积。但由于这些小行星来自太阳系之外,能够逃脱恒星的引力束缚,所以按照常理推测应该具有比太阳系内高得多的速度。以奥陌陌为例,在2017年的9月9日到达近日点的时候,在以惊人的每秒40千米的速度逃离了太阳系。比人类最快的航天器旅行者1号的速度还高了2倍以上。
第三个问题:如果一颗直径100公里的小行星掠过地球大气层会产生什么影响?因为明白了以上的知识,也就有了一个基本的前提。因为小行星的速度和质量不同,也就产生了以下两种不同的结果。
第一种情况:这颗小行星来自于太阳系的小行星带,或柯伊伯带、奥尔特星云,或者本身就是一颗在太阳系内流浪的小行星。(当然后三种情况的可能性微乎其微。)
由于太阳系内的小行星通常速度都不是太高,所以在一般情况下不要说飞掠地球的大气层,就是接近地球都会被地球的引力所捕获,直接撞上地球。按照科学家的推测,当年毁灭恐龙的小行星的直径也不过50千米左右,如果是一颗100千米直径的小行星撞上地球,人类的命运可想而知。巨大的撞击能量将引发一系列的地震、海啸和火山爆发,摧毁甚至完全重塑整个地球的环境。以人类今天的科技水平,即便是不惜一切代价,也仅仅是能够保留自己文明的种子。
第二种情况:这颗小行星来自太阳系之外的其他星系,或者本身就是银河系的一颗流浪天体。
由于这类小行星通常具有较高的速度,往往会超越第三宇宙速度。如果不是正好撞上地球,地球是无法凭借引力将其捕获的。所以,就像流星一样,假如这颗小行星真的飞掠了地球的大气层,和空气剧烈的摩擦会形成一条长长的火焰拖尾,在造成地球上百万年一遇的天文奇观同时,也会像一个警钟一样,提醒人类珍爱当前的美好生活,并努力探索宇宙的奥秘,早日飞出自己的行星。
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