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第四百篇 龐多拉“天毀計劃”十

從地面(左)和太空(右)同時拍攝到的許多流星在很長一段時間內撞擊地球的景象。在接下來的幾千年裡,這是彗星對地球唯一的影響,但這可能會在第5個千年發生改變。

把所有這些因素放在一起,會得到大量的彗星碎片,它們以極高的速度撞擊地球:接近100千米/秒。在英仙座流星雨的高峰期,流星雨的發生率極高,每小時最多可接近或超過100顆流星。

但英仙座流星雨最引人注目的特性可能是它的‘始作主彗星’斯威夫特塔特爾,它可能是人類已知的最危險的天體。1992年12月,這顆彗星最後一次近距離進入太陽系內部,直到2126年才會回來。但是每133年,當它穿過地球軌道時,所有的東西都在錯誤的時間出現在錯誤的地方。如果斯威夫特-塔特爾與地球相撞,地球上幾乎所有的生命都將玩完。

彗星的碎片流是地球和太陽系所有其他星球上流星雨的成因。約翰·庫奇·亞當斯在19世紀用獅子座流星雨發現了坦普爾-塔特爾彗星,這是這兩種現象之間的第一個聯絡。

據估計,在大約6500萬年前撞擊地球、導致我們最近一次災難性大滅絕的物體,是一顆直徑約5至10公里的小行星。考慮到斯威夫特-塔特爾的移動速度比大多數穿越地球的小行星要快得多(大約是它們速度的四倍),而且它的質量也應該大得多,我們可以預計,斯威夫特-塔特爾的撞擊所產生的能量,將是地球遠古時期恐龍殺手所產生能量的28倍。

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如果它撞擊地球,將釋放超過10億噸的能量,相當於大約2000萬顆氫彈同時爆炸。蓋瑞特·韋舒爾是關於彗星和小行星撞擊的權威著作的作者,他認為,產生英仙座流星雨的彗星毫無疑問是人類已知的最危險的物體。

引發英仙座流星雨的彗星斯威夫特-塔特爾彗星,在1992年最後一次進入太陽系時被拍到。然而,其他行星引力的影響有可能極大地改變其軌道,使其在4479年對地球構成潛在的威脅。它被美國宇航局稱為人類已知的最危險的物體。

好消息是,至少在近期內,我們是安全的。斯威夫特-塔特爾彗星的軌道已經得到了很好的研究,我們可以相當準確地預測它的軌道,至少在接下來的幾個軌道。它絕對是一個極其危險的天體,因為它的近日點距離地球軌道約800萬公裡。

它的下一次接近,在2126年。在那之後的六個軌道也不會靠近我們,但是在3044年,斯威夫特-塔特爾彗星將在距離地球150萬公裡的範圍內經過。它未來2000年的軌道規劃得很好,在這段時間裡,地球100%不會與斯威夫特-塔特爾相撞。但在4479年,這一切都可能改變。

斯威夫特塔特爾彗星的軌道軌跡,它經過的地方非常接近地球繞太陽的實際軌道。雖然至少在2400年內地球不會受到威脅,但在可預見的未來,來自彗星碎片的流星每年都會以英仙座流星雨的形式出現在我們的天空中。

每一次進出太陽系的時候,斯威夫特-塔特爾彗星都有可能經過其中一個氣態巨行星,這樣的引力牽引可能會影響這顆彗星的軌道。將來的某一天,木星或海王星的輕微推力或拉力可能會對斯威夫特-塔特爾的軌道產生微小的改變,足以讓它與地球發生碰撞。

計算地球風險的天文學家深入研究了斯威夫特-塔特爾未來的路徑,發現在4479年,斯威夫特-塔特爾撞擊地球的機率約為0.0001%。如果沒有任何引力相互作用,斯威夫特-塔特爾距離地球最近的地方約13.3萬公裡。然而,由於引力的相互作用,碰撞變得非常可能。

一個類地行星與地球相撞,類似於斯威夫特-塔特爾與地球之間的撞擊。滅絕恐龍的小行星所攜帶的能量只有斯威夫特-塔特爾彗星撞擊地球所攜帶能量的1/28,而那次撞擊足以毀滅地球上75%的物種。

英仙座流星雨,即使是近滿月,也應該是今年最壯觀的流星雨之一。當你抬頭看的時候,看看日落後的東北天空,尋找快速移動的條紋從仙后座的“w”下方放射出來。即使在最壞的情況下,每小時也會出現幾十條明亮的條紋。

但是當你觀察天空時,有一顆巨大的彗星造成了這次的光秀,它每133年返回一次。即使不是斯威夫特·塔特爾,也只是時間問題,遲早會有一個像它一樣的物體向我們襲來,威脅到人類的滅絕。我們有一個選擇,要麼讓它過去,要麼做好準備。有史以來第一次,彗星撞擊造成的滅絕不再是不可避免的。我們只需要投資於我們自己的宇宙安全,以避免這種災難性的命運。

自從我們的藍色星球誕生以來,的確發生過多次的巨大天外來客造成的災難,但我們的藍色星球也有自己的保護系統,這就是藍色星球的大氣層和電離層。

電離層(ionosphere)是地球大氣的一個電離區域。電離層(ionosphere)受太陽高能輻射以及宇宙線的激勵而電離的大氣高層。60千米以上的整個地球大氣層都處於部分電離或完全電離的狀態,電離層是部分電離的大氣區域,完全電離的大氣區域稱磁層。也有人把整個電離的大氣稱為電離層,這樣就把磁層看作電離層的一部分。除地球外,金星、火星和木星都有電離層。電離層從離地面約50公里開始一直伸展到約1000公里高度的地球高層大氣空域,其中存在相當多的自由電子和離子,能使無線電波改變傳播速度,發生折60千米以上的大氣層部分電離區域。

由於受地球以外射線(主要是太陽輻射)對中性,原子和空氣分子的電離作用,距地表60千米以上的整個地球大氣層都處於部分電離或完全電離的狀態,電離層是部分電離的大氣區域,完全電離的大氣區域稱磁層。也有人把整個電離的大氣稱為電離層,這樣就把磁層看作電離層的一部分。除地球外,金星、火星和木星也有電離層。

在電離作用產生自由電子的同時,電子和正離子之間碰撞複合,以及電子附著在中性分子和原子上,會引起自由電子的消失。大氣各風系的運動、極化電場的存在、外來帶電粒子不時入侵,以及氣體本身的擴散等因素,引起自由電子的遷移。在55公里高度以下的區域中,大氣相對稠密,碰撞頻繁,自由電子消失很快,氣體保持不導電性質。在電離層頂部,大氣異常稀薄,電離的遷移運動主要受地球磁場的控制,稱為磁層。

電離層的主要特性由電子密度、電子溫度、碰撞頻率、離子密度、離子溫度和離子成分等空間分佈的基本參數來表示。但電離層的研究物件主要是電子密度隨高度的分佈。電子密度(或稱電子濃度)是指單位體積的自由電子數,隨高度的變化與各高度上大氣成分、大氣密度以及太陽輻射通量等因素有關。電離層內任一點上的電子密度,決定於上述自由電子的產生、消失和遷移三種效應。在不同區域,三者的相對作用和各自的具體作用方式也大有差異。

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