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通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”具體是怎麼回事

當地時間1908年6月30日早上7點15分左右,位於貝加爾湖西北方向800千米的通古斯地區,發生了一次威力巨大的爆炸,據當地居民稱,他們首先看到了一個耀眼的火球劃過天際,在此之後幾分鐘內,他們就感受到了爆炸所產生的強光、巨響以及衝擊波。

通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”具體是怎麼回事

由於種種原因,人們並沒有及時地調查造成此次爆炸事件的原因,直到1921年,才有研究人員陸續進入相關區域,隨後的調查結果顯示,此次爆炸的威力相當於1000-2000萬噸TNT,致使2150平方公里範圍內的大約8千萬棵樹木被毀。當時的研究人員普遍認為,造成通古斯大爆炸的“罪魁禍首”應該是一顆小行星,然而在接下來的日子裡,人們卻始終沒有找到想象中的隕石撞擊坑,這是為什麼呢?對此人們眾說紛紜,提出了很多種解釋,比如說冰隕石撞擊說、反物質隕石說、白矮星碎片、外星文明說……等等等等。

通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”具體是怎麼回事

遺憾的是,這些解釋雖然各有道理,但都無法完美地解釋通古斯大爆炸的成因,因此這就成為了一個謎,直到現在仍然有很多科學家致力於相關領域的研究工作。近日,一個來自西伯利亞聯邦大學的丹尼爾。赫倫尼科夫(Daniil E Khrennikov )、亞歷山大。埃爾肖夫(Alexander E Ershov )等人組成的研究團隊在一篇論文中指出,造成通古斯大爆炸的“罪魁禍首”應該是一顆小行星,而它之所以沒有留下隕石坑,其實是因為這顆小行星並沒有真正地撞上地球,而只是與地球“擦肩而過”。簡單地講就是,通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”,下面我們來看看具體是怎麼回事。

通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”具體是怎麼回事

我們知道地球是一個巨大的球體,其表面是彎曲的,因此假如一顆高速運動的小行星以很小的角度(與地平面的夾角)進入地球的大氣層,就可能會只從地球表面掠過,然後再重新回到外太空,而不會與地球發生撞擊。該團隊的研究者推測,不出意外的話,造成通古斯大爆炸的“罪魁禍首”仍在太陽系內遊蕩,因為它逃不過太陽的引力。那麼問題來了,既然這顆小行星沒有撞擊地面,那麼通古斯大爆炸又是如何產生的呢?

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上圖為根據空氣動力學和流體動力學繪製的小行星周圍的速度模量分佈,我們可以看到,當小行星在地球的大氣層裡高速運動的時候,會劇烈地壓縮其前方的空氣並帶動周圍的空氣與它一起高速運動,這就意味著,如果來襲的小行星體積足夠大、速度足夠快、與地面距離足夠近,那麼即使是它不直接撞擊地面,也同樣也可以在地面上造成爆炸的效果(關於這一點,大家可參考武俠小說裡有關“掌風”的描述)。道理就是這麼回事,那麼到底什麼樣的小行星才能造成像通古斯大爆炸這樣的效果呢?這就需要非常複雜的計算了,不過我們不需要為此頭疼,因為這個研究團隊已經把答案算出來了,我們只需要直接看就行了。

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在將眾多因素考慮進去以後,該研究團隊得出了多種小行星模型,其中最合理的就是,造成通古斯大爆炸的“罪魁禍首”是一顆直徑約為200米的鐵質小行星,它以大約每秒鐘20至25公里的初速度進入了大氣層,其入射角度大約為11度,研究者推測,以這樣初速度與入射角度,就可以讓這顆小行星幾乎貼著地面掠過(高度低於10公里),在造成了通古斯大爆炸之後,它又以極快的速度離開了地球,然後繼續在太陽系內遊蕩。因此可以說,通古斯大爆炸就是一個“肇事逃逸事件”,需要指出的是,這種小行星並不是研究者腦洞大開的產物,事實上,這被稱為“掠地小行星”,在1972年8月10日的時候,人們就觀察到了這種小行星的例項。

通古斯大爆炸是一個“肇事逃逸事件”具體是怎麼回事

(圖為在懷俄明州傑克遜湖拍攝到的掠地小行星)這顆體積與小卡車差不多小行星從美國猶他州上空進入了地球大氣層,當它飛到蒙大拿州時距離地面僅有50多公里,據悉這裡的居民聽到了巨大的聲響,在此之後它的飛行軌跡逐漸升高,最終從加拿大的阿爾伯塔省的上空逃逸。

本文參考資料:Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 493, Issue 1, March 2020, Pages 1344–1351

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