中新網(wǎng)7月4日電 據(jù)國(guó)家航天局網(wǎng)站消息，7月4日，太空將上演航天器撞擊彗星的科學(xué)戲劇。由于該航天器發(fā)射之后，有的天文學(xué)家對(duì)彗星組成提出了新的看法，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀點(diǎn)，故此舉又增加了新的探測(cè)任務(wù)，即以撞擊的實(shí)際效果來(lái)檢驗(yàn)彗星的組成成份。
彗星組成的兩種觀點(diǎn)
傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，彗星的成份來(lái)自早期太陽(yáng)系的塵埃和巖石碎片，它們裹在蓬松的冰團(tuán)中。具體地說(shuō)，這類天體乃是由冰凍的氨、甲烷及細(xì)碎礫石等物質(zhì)構(gòu)成的，故又將其稱為“臟雪球”。當(dāng)彗星受到太陽(yáng)照射時(shí)，冰塊逐漸蒸發(fā)，形成一團(tuán)由蒸氣和塵埃構(gòu)成的云霧，這就是彗發(fā)。在其接近太陽(yáng)時(shí)，強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng)把云霧吹向后方，形成一條長(zhǎng)尾，這就是彗尾。在靠近太陽(yáng)的運(yùn)行過(guò)程中，隨著溫度的升高，彗星大顆粒子會(huì)沿其軌道四處散落，成為所謂的“殘跡”，而一直處于固體狀態(tài)的核心則稱為彗核。
今年上半年，美國(guó)天文學(xué)家威廉·里奇提出了一個(gè)驚人的新觀點(diǎn)，認(rèn)為彗星可能主要是由巖石組成的，而不是冰塊。他是根據(jù)美國(guó)宇航局“斯皮策”太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的一些彗星散落粒子的紅外軌跡得出這一結(jié)論的。里奇對(duì)29幅短周期彗星的圖片進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了21條殘跡，其中多數(shù)局限在狹窄的條帶上。按照他的分析，這說(shuō)明彗星放出的塵�；驓怏w等物質(zhì)很少，即使靠近太陽(yáng)時(shí)也是這樣。相反，這長(zhǎng)長(zhǎng)的軌跡必然是由直徑至少在1毫米以上的大型粒子所組成的，這樣才能形成線狀軌跡。他說(shuō)：“幾乎所有短周期彗星散失的物質(zhì)都是小石塊。彗星主要是由巖石組成的”。
新舊兩種觀點(diǎn)，哪個(gè)正確，7月4日美國(guó)宇航局實(shí)施的“深度撞擊”計(jì)劃，如獲成功，將會(huì)揭開(kāi)謎底。
“深度撞擊”號(hào)的探測(cè)活動(dòng)
由于彗星是太陽(yáng)系最原始的天體，可能攜有孕育生命的種子，因此引起了人類對(duì)其探測(cè)的重視。為了直接登陸彗核進(jìn)行研究，美國(guó)于今年1月13日發(fā)射了“深度撞擊”號(hào)彗星探測(cè)器，讓其去探查坦普爾一號(hào)彗星。科學(xué)家們希望探測(cè)活動(dòng)，能夠揭示彗星內(nèi)部構(gòu)造及其塵埃云霧的秘密。
“深度撞擊”號(hào)航天器，重為650公斤，攜有大功率的望遠(yuǎn)鏡、能提供高分辨率照片的照相機(jī)和獲取有關(guān)彗星數(shù)據(jù)的科學(xué)儀器。按照預(yù)定計(jì)劃，它在太空飛經(jīng)4.31億公里之后，將于7月初到達(dá)距離地球1.32億公里處與坦普爾一號(hào)彗星交會(huì)，從其彗發(fā)中穿越，就近拍攝彗核照片，探測(cè)和收集有關(guān)數(shù)據(jù)，并用無(wú)線電信號(hào)傳回地面。
更重要的是，“深度撞擊”號(hào)于7月3日釋放一個(gè)重372公斤的小型銅制探測(cè)器“撞擊者”，讓它飛行一天之后于7月4日沖向坦普爾一號(hào)彗核，以撞擊爆破的方式，暴露其內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)奧秘。與此同時(shí)，“深度撞擊”號(hào)將降低速度，改變軌道，在距離彗核500公里處用望遠(yuǎn)鏡和照相機(jī)分別觀測(cè)和拍攝整個(gè)撞擊過(guò)程，并用科學(xué)儀器盡可能的探測(cè)暴露出來(lái)的信息，最后還要靠近“彈坑”收集彗星內(nèi)部物質(zhì)進(jìn)行分析。它獲得的數(shù)據(jù)資料，將及時(shí)發(fā)回地球，供科學(xué)家們進(jìn)行研究，以加深人類對(duì)彗星真實(shí)面目和太陽(yáng)系起源的認(rèn)識(shí)。
實(shí)施“深度撞擊”計(jì)劃將耗資3.3億美元。
實(shí)踐檢驗(yàn)將給出結(jié)論
坦普爾一號(hào)彗星是法國(guó)天文學(xué)家于1867年發(fā)現(xiàn)的，6.5年繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)1周，屬于短周期彗星。用撞擊其彗核的方式來(lái)檢驗(yàn)它的物質(zhì)組成及實(shí)際結(jié)構(gòu)，正符合驗(yàn)證新舊兩種觀點(diǎn)是與非的要求。鑒于坦普爾一號(hào)彗核直徑約為6公里，“撞擊者”的沖碰不會(huì)摧毀彗星，也不會(huì)使其偏離原來(lái)的運(yùn)行軌道。
原來(lái)的撞擊活動(dòng)，完全是按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)設(shè)定的。由于“撞擊著”以每小時(shí)3.67萬(wàn)公里的速度與坦普爾一號(hào)彗核相撞，兩者對(duì)撞時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于4.5噸TNT炸藥釋放的巨大爆炸力，故而銅制探測(cè)器將被熔解蒸發(fā)，產(chǎn)生焰火般的絢麗景象。這猶如1顆重型炮彈轟擊彗星，會(huì)在彗核表面砸出一個(gè)約有足球場(chǎng)那么大、14層樓那么深的坑洞。如果真的發(fā)生這種情況，那就證明傳統(tǒng)觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)是對(duì)的，彗星確實(shí)是“臟雪球”結(jié)構(gòu)。
假若彗星主要由巖石組成，則撞擊將會(huì)相當(dāng)劇烈，雖然會(huì)產(chǎn)生同樣大的爆炸威力，銅制探測(cè)器也會(huì)化為烏有，但只能在彗核上形成一個(gè)淺淺的隕坑，“撞擊者”不會(huì)深入其內(nèi)部，不可能引發(fā)噴泉狀的物質(zhì)噴射。最后的觀測(cè)結(jié)果，如若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)濺射出大量氣體和塵埃引起的熠熠生輝景象，那就證明這種新觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)更符合實(shí)際。
天文學(xué)家們正在組織一次世界范圍的觀測(cè)活動(dòng)，已從不同角度收集關(guān)于撞擊過(guò)程的信息。美國(guó)宇航局還計(jì)劃調(diào)整“哈勃”、“斯皮策”和“錢德拉”3臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡的視察方向，讓其瞄準(zhǔn)坦普爾一號(hào)彗星，觀測(cè)和記錄碰撞引發(fā)的情況。
這次用航天器撞擊彗星的人造天象如獲成功，無(wú)論證明哪種觀點(diǎn)正確，都是空間探測(cè)和天文學(xué)上的重大收獲。當(dāng)然事不如愿，未能撞上，則另當(dāng)別論。但即就如此，“深度撞擊”號(hào)也會(huì)探測(cè)和收集到有關(guān)坦普爾一號(hào)彗星的一些信息，并將獲得的數(shù)據(jù)資料傳回地球。(尹懷勤)
