NASA火星登陸器洞察號首度偵測到隕石撞擊所產(chǎn)生的震波

在這張影像中可以清楚地看到隕石坑邊緣的細節(jié)。外側(cè)和內(nèi)壁單獨存在的偵測巨石顯示這個隕石坑可能歷史并不悠久,因此地貌未受到大幅度更動。火星可能在隕石坑一形成的登陸到隕的震時候,它的器洞形狀就這么奇怪了。 IMAGE BY NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA
(神秘的察號產(chǎn)生地球uux.cn)據(jù)美國國家地理(撰文:NADIA DRAKE 編譯:邱彥綸):盡管洞察號(InSight)登陸器的任務(wù)已近尾聲,但英勇的首度石撞它仍持續(xù)有頂尖科學(xué)發(fā)現(xiàn)──首度在紅色火星觀測到隕石所產(chǎn)生的震波。
在我們鄰近的偵測紅色星球上,有艘英勇的火星太空船即便生命已近尾聲,仍忙不迭地記錄腳下世界的登陸到隕的震顫動。
美國航太總署(NASA)的器洞洞察號登陸器于2018年抵達火星,它的目標不在頭頂上的天空,而是要感受這顆星球的顫動,測量它的地震和低吼,幫助科學(xué)家測繪火星內(nèi)部。北京外圍(外圍預(yù)約)外圍女價格(電話微信181-8279-1445)提供一二線城市真實上門外圍上門外圍女,快速安排30分鐘到達但洞察號也捕捉到火星受太空巖石撞擊所產(chǎn)生的顫動:洞察號已經(jīng)偵測到至少四顆隕石撞擊火星的訊號,而科學(xué)家也在軌道拍攝的影像中發(fā)現(xiàn)因此而產(chǎn)生的隕石坑。
加拿大西安大略大學(xué)的伊莉莎白.希爾博(Elizabeth Silber)表示:「這些觀測結(jié)果讓人非常興奮!」她雖沒有參與洞察號的觀測,但她也有研究類似的現(xiàn)象。 「我們的技術(shù)已經(jīng)足夠先進,能夠偵測到另一顆行星上的地震特征,并找到與其關(guān)聯(lián)的撞擊事件,這真是太棒了!」
在地球上,科學(xué)家只有找到一次這樣的關(guān)聯(lián)。而阿波羅(Apollo)計畫時代的地震儀,曾在月球上偵測到一百多次撞擊,但也沒有找到任何一個與此有關(guān)的隕石坑。現(xiàn)在科學(xué)家可以利用火星遭受的宇宙撞擊,更了解它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
「我們最大的優(yōu)勢是知道這些撞擊源自何處。」法國土魯斯大學(xué)航空太空研究所(Aeronautics and Space Institute)的拉斐爾.賈西亞(Raphael Garcia)如此表示,他在9月出版的《自然地球科學(xué)》(Nature Geoscience)期刊發(fā)表研究這些撞擊的論文,并擔(dān)任第一作者,「所有未解之謎只在火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)了。」
但由于洞察號的太陽能電池板被大量灰塵覆蓋,它的時間已經(jīng)所剩無幾,任務(wù)負責(zé)人認為它可能撐不到今年的年底。
噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)的布魯斯.班納特(Bruce Banerdt)是洞察號的主要研究人員,他表示:「我們樂觀且合理地預(yù)測它有可能撐到明年1月,但更有可能的情況是在這段時間內(nèi),洞察號就會因大氣塵埃大量增加,而無法度過難關(guān)。」
顫動的行星
洞察號降落的地點,是團隊成員在火星表面所能找到最平穩(wěn)的地方,這個靠近火星赤道的平坦沙質(zhì)平原稱為「埃律西昂平原」(Elysium Planitia)。
「我非常、非常高興,看起來我們著陸在一個十分安全、而且看起來極端無趣的平原,這正是我們所追求的──他們向我承諾會選擇這樣的著陸點。」2018年洞察號著陸后,噴射推進實驗室的洞察號計畫經(jīng)理湯姆.霍夫曼(Tom Hoffman)如此表示:「他們向我承諾的是片沒有巖石的沙地。但那邊有塊石頭,所以我不得不和他們談?wù)劇!?br>和許多專注于巨大火山、驚人裂谷和極地冰冠等精彩火星地形的太空船不同,洞察號的工作是觀察火星的地表下方,這代表著它不需分心,而且有充足的陽光為它的儀器充電。洞察號在著陸后不久,就展開太陽能電池板,并部署一架靈敏的地震儀來監(jiān)測這顆顫動的行星。當(dāng)火星發(fā)生震動時,地震波會四處反彈并穿過行星內(nèi)部。這些震波攜帶著它們所經(jīng)物質(zhì)及邊界的資 訊。因此科學(xué)家可以收集這些震波,并借此測繪火星地殼、地函和奇特的巨大核心。
洞察號在近四個地球年的時間內(nèi),已經(jīng)測量到1300多次的地震。在任務(wù)期間偵測到的多數(shù)火星地震都很小,但在過去的一年中,少數(shù)幾場大地震撼動了這顆行星,其中最強的一次發(fā)生在今年五月,規(guī)模接近5,這正是科學(xué)家一直期盼的。任務(wù)負責(zé)人表示,現(xiàn)在隨著太空船的電量衰退,它的一生算是相當(dāng)不錯。除了熱探測器無法如預(yù)期中鉆進火星土壤這個小問題,這次的任務(wù)已經(jīng)完成了預(yù)期目標。
「我們首度能夠一窺火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu),而不只是張與地球或月球類比的模糊圖片。」班納特說:「我們現(xiàn)在對火星有著充分的理解,這不是說我們對內(nèi)部發(fā)生的一切都了若指掌,但我們知道火星的基本組成。」
測量撞擊
除了解答這顆行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)外,科學(xué)家還想測量火星受到隕石撞擊的頻率。有段時間似乎沒有發(fā)生撞擊事件──在任務(wù)一開始的兩年內(nèi),研究團隊沒有偵測到任何撞擊。
但忽然間他們發(fā)現(xiàn),在這1300多次火星地震中,有少數(shù)是由形成隕石坑的隕石所產(chǎn)生的。在2021年的6個月內(nèi)就發(fā)生了3次撞擊──2月18日、8月31日和9月5日。另一次是在更早的2020年5月時發(fā)生,自2006年以來一直在監(jiān)測火星的「火星偵察軌道衛(wèi)星」(Mars Reconnaissance Orbiter)從上方拍攝到這次撞擊所產(chǎn)生的11公尺寬隕石坑群。但直到最近,科學(xué)家才在數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)蛛絲馬跡。
賈西亞和他的同事根據(jù)隕石沖向行星表面時在大氣中爆炸時產(chǎn)生的聲波,確認了撞擊事件。在火星的夜晚,這些聲波訊號可以在火星寒冷大氣的底層傳播數(shù)百公里。科學(xué)家結(jié)合聲波和撞擊產(chǎn)生的震波資訊,可以確定流星的軌跡和最終的撞擊位置。
賈西亞說,當(dāng)2021年發(fā)生這三次撞擊時,產(chǎn)生的聲波非常強烈,研究團隊甚至幾乎不相信這是真的。但千真萬確──當(dāng)火星偵察軌道衛(wèi)星拍攝可能撞擊位置的影像時,發(fā)現(xiàn)了新的隕石坑。后來,當(dāng)科學(xué)家回過頭來檢查觀測數(shù)據(jù)時,他們發(fā)現(xiàn)了2020年撞擊事件的聲波特征。
班納特表示:「這就是隕石坑事件引起地震記錄的鐵證。」
新隕石坑的直徑介于4到8公尺之間,如果是像地球這樣有著更厚且更具保護性的大氣層,那這些非常小的天體很可能會燃燒殆盡。科學(xué)家明確地將另一顆行星上的地震訊號與隕石坑相互關(guān)連,并借此研究碰撞所產(chǎn)生的能量,他們計算出的撞擊頻率與預(yù)測一致。但團隊不知道為什么后三次撞擊發(fā)生的時間如此接近,還有為什么在任務(wù)前兩年內(nèi),沒有任何明顯的撞擊事件。
「我們真的不知道為什么會這樣,」班納特說:「這實在太神秘了。」
關(guān)機時刻
洞察號已經(jīng)在火星表面待了將近四年的時間,現(xiàn)在它的任務(wù)即將結(jié)束,而太空船的命運掌握在火星風(fēng)的手中。火星風(fēng)會將火星的紅色塵土吹向高空,有時甚至?xí)纬缮硥m暴和行星尺度的風(fēng)暴。太空船的太陽能電池板上已經(jīng)積累了一層厚厚的灰塵,這讓陽光無法繼續(xù)為登陸器和相關(guān)儀器提供動力。今年5月時,由于太空船的電量衰退,任務(wù)負責(zé)人預(yù)估洞察號地震儀偵測數(shù)據(jù)的時間可能只會持續(xù)到夏末──但這取決于火星的天氣狀況。
「這是火星上非常活躍的季節(jié)──沙塵暴的季節(jié),」班納特當(dāng)時告訴《國家地理》。 「即使洞察號所在的位置沒有遇到沙塵暴,但整顆星球上到處都有沙塵暴肆虐,這會讓大氣中塵土飛揚,影響到太空船所能捕捉到的太陽能量。」
「也就是說,」他繼續(xù)說:「我們非常習(xí)慣尋找意外的驚喜。」
自5月以來,火星讓登陸器的狀況比預(yù)期更好。
「塵埃一直非常穩(wěn)定,甚至可能有點下降,實際上在過去一個月左右,我們的電量往上增加了一點點,」班納特說:「但所有的歷史數(shù)據(jù)都顯示,在接下來的一個月左右,大氣中的塵埃將會顯著地增加。」
如果研究團隊幸運的話,洞察號對行星顫動的研究可以持續(xù)到年底──甚至是更久。如果他們真的很幸運,那么可能有個沙塵暴吹過埃律西昂平原上登陸器停放之處,清除太陽能電池板上的灰塵,那么太空船將能再度接收到陽光能量。
但這還有待后續(xù)的觀察。畢竟,火星是個變化無常的世界──這個星球充滿了希望和危險。它用生命的跡象引誘科學(xué)家一窺究竟,卻又讓種種探測嘗試朦朧未明。這顆行星有著與地球非常相似的地形,卻對我們所知的生命危險致命。
在迷人的藍色夕陽下,即便是機器人──也無法永生不朽。
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