新浪科技讯 北京时间4日消息,据国外媒体报道,乍一看,这似乎是一颗小行星撞击地球表面的情景,砂石四溅,还留下一个巨大的撞击坑。而事实上,这些神奇的照片显示的是一滴水落到地面上的瞬间。科学家表示,两者之间有诸多相似之处,而通过使用慢动作摄像技术,人们可以更好地理解小行星撞击地球时发生的事情。
要想对小行星真正冲撞地球时的情形进行研究几乎是不可能的。所以研究者们想出了一条新途径,可以重建一个冲撞现场,只是规模要小得多。
“我们将高速摄影技术和高精度激光轮廓测量技术结合起来,对液滴坠落在颗粒物表面瞬间的冲击动力情况进行研究,同时监测撞击坑产生的形态。”明尼苏达大学的研究者们写道。
他们采用的特殊方法是,记录雨滴坠落在沙地上时的撞击情况,将此作为研究模型。
来自该大学化学工程与材料科学部的赵润晨(Runchen Zhao),张倩云(Qianyun Zhang),亨德罗·迪基托(Hendro Tjugito)和程翔(Xiang Cheng)使用了高速摄影技术和高精度激光轮廓测量技术,对降水产生的冲击进行了研究。
他们研究了液滴坠落在颗粒物表面时的冲击动力学和产生的撞击坑。研究人员说,令人惊讶的是,这些撞击坑和小行星留下的撞击坑看上去极其相似。“我们吃惊地发现,除了能量和规模上的巨大差别之外,液滴撞击颗粒物表面时,无论是能量标度,还是撞击坑形态,都与小行星撞击地球时的情况别无二致。”
当水滴坠落到一堆极细小的玻璃珠表面时,水则会沿水平方向延展开来,形成一个小小的撞击坑。紧接着,水又会向内收缩,同时带回一层颗粒物,并向上弹起。如果水滴下落的速度更快,水在固体表面延展的范围就会更大。它携带的沙粒便会相应变多,从而导致水的重量增加,反弹高度减小。
“撞击能量的增加会导致水的边缘呈现指状突起。”研究者称。“因此它带回的物质太多,使得水无法完全向内收缩,弹起时也就无法形成一个完美的球形。”
“如果撞击速度过高的话,指状突起会变得更长,带回的颗粒物更多,水就完全弹不起来了。”上述研究结果被发表在美国国家科学院院刊上。
冲击时产生的能量会导致一系列结果,如“冲击压缩”、“快速颗粒流”和“毛细管作用”,在小行星撞击地球时,这些现象都有可能发生。
“虽然我们对固体撞击颗粒物表面的作用机制已经有了很深入的了解,但在液滴撞击颗粒物表面的问题上,我们的知识还相当局限。”研究团队表示。
研究者们还对太阳系其它星球上的撞击坑进行了研究。其中,对那些无大气层的星球的研究十分普遍,如月球、灶神星(Vesta)和谷神星(Ceres)。人们将于明年对谷神星展开细致的研究。美国航空航天局(NASA)的“曙光号”小行星探测器正飞往谷神星,将于2015年抵达,并首次为人类传回谷神星表面的高精度图像。(米米)
已收藏!
您可通过新浪首页(www.sina.com.cn)顶部 “我的收藏”, 查看所有收藏过的文章。
知道了