科學(xué)探索：彗星還是小行星，到底是什么導(dǎo)致了恐龍滅絕？


圖片來源：Pixabay
約6.6億年前，當(dāng)它與地球相撞時(shí)，歷史被永遠(yuǎn)地改變了。


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我們知道，?？颂K魯伯撞擊體在墨西哥海岸留下了93英里（約149km）寬、12英里（約19km）深的撞擊坑。這次災(zāi)難性撞擊引發(fā)了恐龍大滅絕，使恐龍帝國(guó)的統(tǒng)治迅速走向終結(jié)，同時(shí)也消滅了幾乎全球四分之三的動(dòng)物種類。
關(guān)于此次撞擊，始終存在一個(gè)謎團(tuán)：導(dǎo)致該撞擊的小行星或彗星從哪兒來？以及它是如何撞向地球的？如今，兩位來自哈佛-史密森天體物理中心的研究人員相信他們得出了答案。
在一項(xiàng)發(fā)表于《自然》旗下《科學(xué)報(bào)告》的研究中，哈佛大學(xué)天體物理系本科生Amir Siraj和天文學(xué)家Avi Loeb提出了一個(gè)能解釋毀滅性天體來源與軌跡的新理論
Siraj和Loeb利用數(shù)據(jù)分析與引力仿真計(jì)算得出，發(fā)源于奧爾特云（一個(gè)太陽系邊緣由碎片組成的冰球）的長(zhǎng)周期彗星中，有相當(dāng)多的一部分在軌道上可能受木星引力場(chǎng)的影響偏離原本航向。
Siraj解釋說：“太陽系就像某種彈球機(jī)。而木星作為質(zhì)量最大的行星，則將迎面而來的長(zhǎng)周期彗星拖向靠近太陽的軌道?！盨iraj目前在哈佛大學(xué)攻讀天體物理學(xué)的學(xué)士和碩士學(xué)位，已以及新英格蘭音樂學(xué)院的鋼琴演奏碩士學(xué)位。
在近距離飛掠太陽的過程中，彗星——又被稱為“掠日彗星”——可能經(jīng)歷強(qiáng)烈的潮汐作用，在該作用下，彗星巖石將分裂并最終產(chǎn)生彗星碎片。
“在一次彗星掠日事件中，與更遠(yuǎn)的彗星相比，離太陽更近的彗星將受到更強(qiáng)的引力牽引，該牽引最終將形成作用于彗星周身的潮汐力，”Siraj說，“這樣一來，就會(huì)發(fā)生潮汐擾動(dòng)事件，大彗星會(huì)碎裂為很多小碎片。重要的是，在破碎的彗星返回奧爾特云途中，碎片撞擊地球的可能性將大大提升。”
Siraj和Loeb理論的最新計(jì)算結(jié)果將長(zhǎng)周期彗星撞擊地球的幾率提高了10倍左右，同時(shí)顯示約20%的長(zhǎng)周期彗星會(huì)成為掠日彗星。
二人表示，新的撞擊比率與?？颂K魯伯撞擊坑的年齡結(jié)果相一致，這為該小天體及其他類似撞擊體的起源提供了圓滿的解釋。
“我們的論文為解釋此次事件的發(fā)生提供了基礎(chǔ)，”Loeb說，“我們想說明的其實(shí)是，如果你打碎了一個(gè)靠近太陽的物體，那這或許恰恰能引發(fā)導(dǎo)致恐龍滅絕及類似的撞擊事件?！?br> 在?？颂K魯伯撞擊坑發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，周邊巖石由碳球粒隕石構(gòu)成。Siraj與Loeb的假設(shè)也對(duì)此不尋常的成分做出了解釋。
一個(gè)關(guān)于?？颂K魯伯撞擊坑起源的流行理論認(rèn)為，撞擊體來自木星和火星之間的主小行星帶。然而，碳球粒隕石在主帶小行星中非常稀少，卻可能在長(zhǎng)周期彗星中廣泛存在，這為彗星撞擊假說提供了額外的支持。


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其他類似的撞擊坑也呈現(xiàn)出相同的組成。其中包括約20億年前撞擊南非的小天體，該撞擊留下了弗里德堡撞擊坑（Vredefort crater），這是地球歷史上已確認(rèn)的最大撞擊坑；以及在哈薩克斯坦留下Zhamanshin撞擊坑的撞擊體，該撞擊坑是近一百萬年來地球上已確認(rèn)的最大撞擊坑。研究人員表示，他們計(jì)算了?？颂K魯伯尺寸的潮汐擾動(dòng)彗星的期望比率，而這些撞擊發(fā)生的時(shí)間與計(jì)算結(jié)果相吻合。
Siraj和Loeb還表示，在關(guān)于這些撞擊坑、其他類似撞擊坑、甚至月球表面撞擊坑更為深入的研究中，他們的假設(shè)也可以利用這些研究成果進(jìn)行檢驗(yàn)。太空任務(wù)彗星采樣也能為此提供幫助。
當(dāng)來年智利的Vera Rubin天文臺(tái)投入使用后，除了觀測(cè)彗星組成外，它或許也能觀測(cè)到長(zhǎng)周期彗星的潮汐擾動(dòng)。
“我們應(yīng)該能看到來自奧爾特云的更小碎片更加頻繁地飛向地球，”Loeb說，“我希望我們能夠有更多長(zhǎng)周期彗星的數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)我們的理論，獲得更好的數(shù)據(jù)，可以的話能看到更多小碎片的證據(jù)?！?br> Loeb表示，理解這一問題不僅對(duì)解決地球歷史上的終極謎題至關(guān)重要，對(duì)于證明此類撞擊是否能夠威脅到地球也有極大幫助。
“想必這次撞擊一定是令人驚嘆的景象，但我們并不想再次看見它，”Loeb說。
翻譯：耿淑娟
審校：張和持
引進(jìn)來源：哈佛-史密森天體物理中心


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