星際大撞擊的宇宙悲劇

1994年7月的“彗木之物”使天文學家們親眼目睹了一場天體大撞擊的宇宙奇觀和悲劇般後果。然而,這不過是在太陽係尺度上的一次普通天體撞擊現象。倘若兩個對麵飛馳而來的星係相撞,或彼此“擦肩而過”,那便是天體力學上一個驚人龐大的宇宙過程,要從頭至尾觀測完這一過程需花費幾億年時間,即便幾十代天文學家的辛勤努力也恐難勝任這一天文觀測。

模擬實驗探奧秘

為了全麵揭示和研究星係相撞會導致什麼樣的悲劇性後果,前不久,日本天文學家借助計算機和數學模擬係統,總共隻用了幾小時的時間就完成了通常需要幾億年時間才能完成的一項星係碰撞模擬實驗。

在實驗現場顯示出兩個相撞後相互作用的星係之間出現的遙遠異地的宇宙奇觀:在對撞的兩個星係之間出現光橋、光尾、“紐帶”狀和圓盤狀星係的扭曲變形等現象。但模擬計算並不能對相互作用星係的某些特性作出解釋,比如:兩個星係相撞時的顏色為什麼往往跟單個星係的顏色截然不同?兩個星係較高的X射線亮度與什麼有關?歸根結底的問題是:為什麼在數學模擬實驗時總是不出現環狀星係?這一點早已引起天文學家的關注。

須知,星係的外形和顏色首先取決於那些年輕、明亮和連成一大片的恒星,這些恒星誕生不久,它們分布在頻繁誕生恒星的宇宙區域中。這就是說,要觀測到兩個星係碰撞時相互作用的結果,首先必須仔細洞察星際氣體的未來狀況,成為年輕恒星的“建築材料”。

在日本天文學建立的星係模型中,除模擬星係中衰老恒星的普通恒星外,還有年輕恒星的星際氣體雲。這些天體和星際介質通常不是點狀,它們都是具體尺寸,還能相互碰撞並吸引到一起,最終收縮,在其內部還會誕生年輕恒星。這些年輕恒星在幾年的時間裏仍放射著耀眼的光耀。當然,按照模擬實驗的測定,這些恒星最終將發生超新星爆發,這些超新星爆發,將擺脫掉自己膨脹的星殼,並加大其混沌狀態時的速度——進而向天文學家描繪出最近幾年來星係中恒星和星際氣體之間的這種相互作用的情景。

這次數學模擬實驗表明,在兩個星係飛速接近時,這兩個星係的氣體雲中的次星係並非像圓盤狀星係中的次星係那樣牽製著自己。這時,恒星就會在兩個相互接近的星係之間形成“紐帶”,或形成被強力展開的螺旋狀分支物,氣體雲會形成環狀結構,其半徑小於恒星圓麵的半徑。鄰近星係的影響會破壞氣體雲沿圓形軌道勻速運動,它們往往相互碰撞從而強化了恒星的誕生過程。幾億年後,星係掠過最近點後,星係間引力的相互作用促進了恒星的形成過程,從而使恒星形成的強烈度達到極點,其恒星形成的速度是孤立星係中恒星形成正常速度的10倍。

大批年輕的恒星由於兩個星係的相互作用,明顯變換著自己的顏色,它們的顏色變得更加蔚藍,而其餘恒星則是致密的相對論性天體——中子星和黑洞,它們成雙結對地棲身於眾多的普通恒星之中並伴它們同行,進而變成強X射線源,它們還能明顯強化這一區域中星係的亮度。毀滅的星球

火星是個包含著許許多多奧秘的行星,火星的曆史隻是我們的猜測,火星在太陽係星的意義至今尚未弄清。我們所能確定的一點,僅僅是火星上曾經有過雨水、河流、湖泊和海洋,而它現在卻荒蕪死寂了。

科學家們一致認為,火星是被小行星或夏天彗星引起的一次無比巨大的碰撞殺死的——而說火星被那次轟擊判處了死刑,也並不算過分。火星那傷痕累累的表麵上,布滿了幾千個巨大的深坑,都在默默無言地為那次碰撞作證。

科學家認為,那次碰撞很可能也造成了一次災難性的大洪水,然後完全奪去了火星以前的濃厚大氣,從此,液態水便在火星杳無蹤跡了。

火星還處在黃金時代時就被完全毀滅了,這可能是一次什麼性質的突變呢?

在火星上成千上萬個較小的深坑當中,在3000多個直徑大於3千米的深坑當中(包括十幾個直徑達250千米的深坑),埃拉斯、伊斯迪斯和阿吉爾深坑都是火星地貌裏幽暗而隱伏的巨怪。

派頓和溫澤爾對造成這3個深坑的3顆小行星直徑的計算是不正確的,它們分別被估計為1000千米、600千米和360千米。根據對地球深坑的研究,我們知道,直徑為10千米的物體的撞擊能夠造成直徑將近200千米的深坑。對撞擊火星的物體的更精確計算表明:埃拉斯深坑的撞擊物的直徑是100千米,伊斯迪斯深坑的撞擊物的直徑為50千米,而阿吉爾深坑的撞擊物的直徑則是36千米。

對一個和地球一樣大小的行星(火星的大小至多是地球的一半)來說,最重要的是要理解到一點,即任何直徑大於約1千米的物體的撞擊都是一場災難。

的確,一些比這小得多的物體曾經給地球造成過非常嚴重的損害。美國亞利桑那州著名的“巴林格深坑”,深180米,直徑大於1千米,是一塊直徑不到50米的隕鐵造成的結果。

1908年6月30日發生的所謂“通古斯大爆炸”,是一個直徑70米、以每小時10萬千米的速度運行的彗星碎塊在俄羅斯上空的大爆炸造成的。據計算,那次大爆炸發生在西伯利亞平原上空大約6千米處。夷平了2000多平方千米的森林,把1000平方千米的中心區域完全化為焦土,連距離爆炸中心500千米之外的人身上的衣服也被它點燃。“通古斯大爆炸”引起的大地震,遠在4000多千米之外還可以被檢測到。它把大量的塵埃擲入大氣層,遮蔽

了太陽,竟使以後數年的地球表麵氣溫顯著下降。造成通古斯大爆炸的物體,其直徑為70米,幸好,它先在一個沒有人煙的地區上空爆炸,然後才和地球相撞。

6500萬年前,另一個物體(這次是個直徑為10千米的物體)撞碎在尤卡坦半島和墨西哥灣的北端。據估計,它的爆炸力是地球上現存全部原子彈和導彈爆炸力的1000倍。這次大爆炸造成了一個直徑180千米的深坑,它揚起的灰塵雲團把太陽遮蔽了5年之久,引起強烈的地震,使整個地球經曆了幾十年的餘震和火山爆發。