去年四月,一块相当于小型货车的原始行星残骸以每小时64,000英里的速度穿过地球大气层。这块相当于小型货车的陨石在爆炸前重达近100,000磅,它在北加州上空高处爆炸,解体成岩石尘埃和更小的陨石,散落在埃尔多拉多县的郊区车道上。
视频摄像机和天气雷达捕捉到了这块后来被昵称为“萨特磨坊陨石”的太空岩石在天空中划过的景象。多亏了这些详细的观测,科学家们得以重建了它的整个生命史。他们希望对周五在俄罗斯上空爆炸的巨型陨石也能做同样的事情。
天文学家表示,俄罗斯的司机、观星者和行人拍摄了大量视频,追踪了周五的陨石,因此科学家将有充足的证据来重建其轨迹。
“我们需要至少三个不同地点的观测数据,然后你就可以计算出它在大气层之前的轨道,”芝加哥菲尔德自然史博物馆陨石学和极地研究助理馆长Philipp Heck说。在超过45,000颗被官方认可的陨石中,科学家们仅能重建其中18颗的轨迹、轨道和生命史。“所以如果能做到这一点,那将是一件大事,”他说。
去年12月,Heck参与了发布萨特磨坊陨石历史的研究合作。它来自木星附近的 the asteroid belt(小行星带),飞向太阳,经过水星和金星,然后前往地球。绝大多数陨石都来自那个区域——有些来自火星,很少来自月球。但对于萨特磨坊陨石,研究人员能够精确定位到小行星带内的一个特定碎片区域,他们认为该区域是这颗陨石的诞生地。
SETI研究所的天文学家、萨特磨坊陨石论文的首席作者Peter Jenniskens说,许多小行星通过一种“小行星带台球”的方式变成了近地天体,(很少情况下)成为陨石。
太空岩石之间的碰撞会使它们向不同方向弹开,有时,这些撞击会剥离岩石块,形成新的微型小行星。遥远太阳的光线会加热它们面向太阳的一侧,它们会在冰冷的太空真空中迅速散发掉这些热量。渐渐地,这种热交换开始让它们旋转,进一步助长了热循环——这就是所谓的“Yarkovsky效应”。Jenniskens说,随着时间的推移,这种效应会变得非常明显,以至于改变了小行星绕太阳的轨道。
太阳、木星和其他行星的引力作用加剧了这种不断变化的轨道不稳定性。最终,小行星碎片会被拉向太阳——也就会被拉向我们。
Jenniskens说:“在某个时刻,物体可能会撞击地球。这就是我们获得陨石的方式。“我们得到的并不一定反映近地天体的实际情况;它们反映的是小行星带中的物体产生了这些碎片。我们认为小行星带中有许多离散的区域正在向我们发送这些碎片。”
就萨特磨坊陨石而言,Jenniskens及其同事能够确定孕育了撞击地球的碎片的家族小行星。他们爬在埃尔多拉多县亨宁森莲花公园的柏油路上,寻找陨石碎片进行研究。他们计算出这些碎片在太阳系中暴露于宇宙射线的时间,这可以用来推断它们从整个家族中分离出来的时间。他们确定这在太阳系的历史中是相当近期发生的。
Jenniskens说:“有一个已知的碎片区域可能是其来源。”
在确定周五陨石的来源之前,还有很多工作要做,但科学家们确信它不是来自小行星带的同一个区域,与2012 DA14(在陨石撞击后几小时无害地掠过地球)不同。伦斯勒理工学院的科学院长、前亚利桑那州立大学陨石研究中心主任Laurie Leshin表示,那块岩石来自相反的方向。
在确定陨石的轨迹时,天文学家可能会意识到他们本可以看到它来临。周五,几位天文学家表示,这颗巨大的陨石足够大,本应出现在天空调查中,而没人看到它这一点有些令人费解。哈佛-史密森天体物理学中心小行星中心主任Timothy Spahr说,他正计划检查他的数据,以确定调查团队是否真的看到了什么。一旦天文学家确定了它的轨道,他就知道该往哪里看。“斯帕尔在维也纳发来了一封电子邮件,他当时正在参加一次意义非凡的联合国关于近地天体的会议。
他说:“如果物体来自夜空,我们可以在撞击后几天内看到它。“但大约有一半的物体会从阳光普照的天空一侧接近地球,任何调查都无法探测到这些。这也是我们希望在最后一次接近之前找到所有撞击者原因之一。”
除了通过视频证据重建它的过去,科学家们还在争相寻找碎片进行检查,以揭示陨石的构成。它很可能是普通的石质球粒陨石——地球上坠落的石质陨石中有95%属于这一类。顺便说一句,萨特磨坊陨石是碳质球粒陨石,因此更加独特。无论它是什么,科学家们都想得到它——公众也是如此,正如人们在陨石撞击地点附近的一个湖边蹒跚寻找碎片报道所证明的那样。甚至eBay上已经有了相关的列表。
尽管他们对数百名受伤人员表示关切,但许多研究人员表示,这次陨石坠落对于科学来说是壮观的。来自广泛地点的数百次观测将提供大量数据来重建其轨迹,进而重建其绕太阳的轨道。
Jenniskens说:“此刻,它是一张空白的画布。“但最终,这块岩石将拥有一个身份,我们将对它了解更多。”