直擊木衛(wèi)三數(shù)百萬(wàn)年前的末日——當(dāng)“土衛(wèi)七”撞上木衛(wèi)三
簡(jiǎn)介:科學(xué)家從探測(cè)器收集到的數(shù)據(jù)推斷,木衛(wèi)三在幾百萬(wàn)年前經(jīng)歷了一次大型撞擊,而這次撞擊給木衛(wèi)三帶來(lái)的影響是深遠(yuǎn)的。
數(shù)十億年前,行星等級(jí)大小的木星衛(wèi)星木衛(wèi)三遭受了一次大型撞擊:仔細(xì)檢查探測(cè)器飛掠過(guò)木衛(wèi)三時(shí)發(fā)回的數(shù)據(jù),科學(xué)家估計(jì)木衛(wèi)三曾被一個(gè)直徑達(dá)300公里的天體擊中。
這是一場(chǎng)災(zāi)難性的事件,甚至連滅頂?shù)呢瑝?mèng)都不足以形容其威力。撞擊點(diǎn)直徑一千公里內(nèi)的一切被熔化,整個(gè)衛(wèi)星的表面都受到嚴(yán)重的影響。甚至衛(wèi)星內(nèi)部也因此發(fā)生了巨大的變化。類似的事件發(fā)生在地球,將會(huì)直接清除行星上的一切生命。而若發(fā)生在衛(wèi)星上的話,那一定是世界末日了。
木衛(wèi)三是木星最大的四個(gè)衛(wèi)星之一,事實(shí)上,它也是整個(gè)太陽(yáng)系中最大的衛(wèi)星,甚至比水星更大。木衛(wèi)三直徑5260公里,是太陽(yáng)系中已知的第九大天體。
1610年,伽利略發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)三;20世紀(jì)70年代早期,航天飛行器(先驅(qū)者10號(hào)、11號(hào))第一次到訪;而于1979年到訪的旅行者1號(hào)和2號(hào),則讓我們近距離看到了木衛(wèi)三。木衛(wèi)三有兩種主要的表面特征,我們稱之為暗區(qū)和明區(qū)。暗區(qū)較為古老(這是由撞擊坑的數(shù)量決定的,較為古老的表面特征擁有更多的撞擊坑),而明區(qū)的形成則較晚。木衛(wèi)三表面大概有三分之一是暗區(qū)。
上圖為木星的衛(wèi)星木衛(wèi)三,圖片展示了其暗區(qū)和明區(qū);在右上部分的暗區(qū)中可以看到槽溝。圖片來(lái)源:美國(guó)宇航局/加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/艾米莉·拉克達(dá)瓦拉
在這些暗區(qū)中有槽溝和長(zhǎng)槽,乍一看像由一系列的平行線組成。但如果你后退一步看,可以看到它們以同心圓的形狀覆蓋了木衛(wèi)三表面大部分區(qū)域。起初以為它們只覆蓋了木衛(wèi)三的一個(gè)半球,但是科學(xué)家的最新研究顯示,它們基本上覆蓋了整個(gè)木衛(wèi)三,顯現(xiàn)出一系列巨大的同心特征。
這些集中的槽溝的中心位于木衛(wèi)三赤道以南緯度約20度左右,恰好位于木衛(wèi)三始終背向木星的半球正中央(西經(jīng)180度),這半球被稱作背木面,木衛(wèi)三自轉(zhuǎn)時(shí)間與其繞木星公轉(zhuǎn)時(shí)間一致,所以它始終保持同一面朝向木星,與月球和地球的情況一樣。
這強(qiáng)烈地暗示著這些槽溝都有一個(gè)共同的起源——一次巨大的撞擊。很難說(shuō)在撞擊后形成的撞擊坑有多大,撞擊實(shí)在是太巨大了,也因此沒(méi)發(fā)現(xiàn)有邊緣或者可辨認(rèn)的撞擊坑。這導(dǎo)致撞擊物的大小很難判斷,但是通過(guò)一些基本假定,科學(xué)家估計(jì)撞擊物的直徑大概是300公里,以大約20千米每秒的速度撞向木衛(wèi)三。
撞擊產(chǎn)生的能量是我大腦無(wú)法想象的。這相當(dāng)于一萬(wàn)億個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)炸彈同時(shí)引爆。這是地球上所有核武器總當(dāng)量的幾億倍。哇哦!
順便一說(shuō),猛烈撞進(jìn)墨西哥灣,并殺死(非鳥(niǎo)類和海生)恐龍的小行星直徑大概10公里。也就是說(shuō),撞擊木衛(wèi)三小行星的直徑是前者的三十倍,體積是前者的27000倍。我的天吶!
上圖為地球(右),木衛(wèi)三(中),土衛(wèi)七(左,替代撞擊木衛(wèi)三的小行星)的大小對(duì)比。
圖片來(lái)源:美國(guó)宇航局/美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局/深空氣候觀測(cè)臺(tái),美國(guó)宇航局/加州理工學(xué)院噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/艾米莉·拉克達(dá)瓦拉,美國(guó)宇航局/美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室/空間科學(xué)研究所Space Science Institute/戈?duì)柕ぁ跫訝柨凭S奇
撞擊的影響如此之大,以至于科學(xué)家們無(wú)法確認(rèn)撞擊點(diǎn)在木衛(wèi)三南緯20°西經(jīng)180°還是在其正對(duì)面——即北緯20°東經(jīng)0°。這兩個(gè)點(diǎn)與槽溝的方向均吻合,不過(guò)前者相比會(huì)更有可能,因?yàn)槟拘l(wèi)三這一側(cè)的槽溝更明顯。
這次撞擊向木衛(wèi)三釋放了巨大的熱量。有趣的是,人們發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)三地表下深處可能存在液態(tài)水海洋;我在懷疑這場(chǎng)撞擊是否與此有關(guān)。星核的放射性物質(zhì)和來(lái)自木星的潮汐熱可能有助于木衛(wèi)三地表深處保持溫度,但是這種量級(jí)的撞擊同樣也可能會(huì)影響到整個(gè)木衛(wèi)三的溫度。
科學(xué)家注意到這種量級(jí)的撞擊將會(huì)在撞擊點(diǎn)留下大量物質(zhì)。木衛(wèi)三在該點(diǎn)的重力也會(huì)因此增加。這是可以測(cè)量到的。未來(lái)的航天探測(cè)器,比如木星冰月探測(cè)器JUICE(JUpiter ICy moons Explorer)或者歐羅巴快帆,可能會(huì)多次飛躍木衛(wèi)三,屆時(shí)科學(xué)家就可以藉此繪制出木衛(wèi)三的引力場(chǎng)。如果它們?cè)谧矒酎c(diǎn)能發(fā)現(xiàn)大量撞擊留下的物質(zhì),那就好了。
太陽(yáng)系中已知最大的撞擊直到現(xiàn)在才被發(fā)現(xiàn),這樣講是挺有趣的,事實(shí)上是有道理的。撞擊的威力驚人之巨,光從一個(gè)點(diǎn)無(wú)法看出撞擊的威力,正如站在地球表面時(shí)看不出地球是如此巨大的球體一樣。只有繪制出木衛(wèi)三的全球地圖,才能找到撞擊的證據(jù)。
在太陽(yáng)系誕生之初,這種量級(jí)的撞擊,不能說(shuō)常見(jiàn),但至少不是聞所未聞。幸運(yùn)的是,這在現(xiàn)在是極其罕見(jiàn)的。但是它們確實(shí)參與塑造了我們今日看到的世界,而我們也正在試圖研究它們。
BY: Phil Plait
FY: 簪花小甜豆
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