天文|当彗星分裂时，碎片如果撞上地球可能会造成毁灭性的破坏( 二 )
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这张照片 ， 由美国国家航空航天局的斯皮策太空望远镜在红外光下制成 ， 展示了彗星恩克发光的核心区域以及彗星沿其轨道路径散落的明亮尘埃痕迹 。 来源：美国国家航空航天局
这带我们来到了这项研究的关键部分 。 彗星分裂 ， 这我们知道 。 彗星不是成块的固体岩石 。 它们包含着大量的裂缝和裂纹 ， 在那些缝隙中是被冻住的挥发物 。 彗星靠近太阳时被加热 。 随着其中一些挥发物升华成气体 ， 彗星就会四分五裂 。
依据彗星分裂时的大小和轨迹 ， 散布的碎片的横截面或轨迹长度能很快变得比地球的还要大 。 这意味着与碎片碰撞比与彗星的核心碰撞的可能性大得多 。 与这些碎片群的邂逅便是论文的主干 。
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碎片最大分散速度2米每秒的轨迹长度在十个轨道周期（33年）间的演化 。 长度的峰值出现在接近太阳的路上 ， 叠加在轨迹长度的长期增长上 。 航程位于1个天文单位的用点标注 。 向内和向外的相邻轨迹长度差不多相等 。 图片来源：纳皮尔 ， 2019 。
纳皮尔的论文聚焦的是叫做木星家族的彗星 ， 彗星恩克是其中一员 。 （恩克实际上是名为恩克-类型彗星的小组中的一员 ， 它们的轨道没有到达木星 。 ）这些彗星位于木星的引力作用下 ， 具有20年或更短的轨道（周期） 。 恩克它自己每3.3年绕着太阳旋转（一周） 。 由于这些彗星频繁地旅行到太阳系内部区域 ， 它们是对地球更大的威胁 。
纳皮尔创作了直径20千米 ， 50千米 ， 100千米以及150千米（12 ， 31 ， 62以及93英里）的土星家族彗星的模型 。 这些模型追踪了彗星演化的10000年 。 论文指出尽管彗星因升华而损失了质量 ， 那些质量损失比模拟出的100个世纪间裂解损失的质量少上好几个量级 。
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一颗彗星的气态和尘埃尾巴相互分离 。 图片来源：…, 维基
研究及其模型指出彗星更有可能出现在近日点 ， 当彗星被太阳加热时 。
最终的成果是这样的：大多数模型“…预测在6000—20000年的时间范围内 ， 有约莫750-1500起分裂事件产生质量大于1017克的碎片簇 。 在每秒30千米的撞击速度下 ， 1017克的碎片带有107公吨的冲击能量 。 ”作为比较 ， 美国在日本广岛投下的原子弹仅有15千吨能量 。
在任何可能的场景中 ， 所有的碎片都不会撞上地球 。 碎片的轨迹会在近日点蔓延并变得分散 ， 在远日点又收缩 。
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轨迹长度在十个轨道周期（33年）间的演化 ， 最大色散速度有10 ， 5以及2米每秒（由上到下） 。 航程位于1个天文单位的再次用点标注 。 图片来源：纳皮尔 ， 2019 。
碎片轨迹长度随着时间变得更长接近 。 但撞击能量减少随着速度降低 。
碎片的轨迹长度在靠近近日点时随着时间的推移而变长 。 但出于同样的原因 ， 撞击能量却随着速度的降低而减少了 。
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一段时间里 ， 彗星碎片的撞击能量减弱了 。 图片来源：纳皮尔 ， 2019 。
在一间果壳里 ， 纳皮尔的研究展现了彗星是怎样易于分裂并在与太阳系内部相撞时损失大量质量的 。 碎片的轨迹能扩展到大于地球的横截面 ， （因此）增添了与地球撞击的机率 。 同时 ， 碎片含有大量的撞击能量 。 但随着时间的推移 ， 那些能量减弱 ， 碎片轨迹又会收缩 。
根据纳皮尔的论文以及其他类似的研究 ， 彗星碎片化并不罕见 ， 且对人类构成实际威胁 。 有足够的证据表明彗星的解体已经塑造了地球的气候 ， 例如新仙女木期发作的时候 。 彗星碎片化还可能导致了阿卡德帝国的灭亡 。
在他论文的结论部分 ， 作者写道：“我在一条短期轨道上模拟了一颗大型彗星的解体 ， 以彗星恩克为原型 ， 发现在母体解体的过程中 ， 有对一个或多个短暂的流星“飓风”的合理期望 ， 且强度远超现代经验 。
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阿卡德帝国大约在公元前2250年 。 阿卡德帝国被广泛认为是由于气候变化而覆灭的 。 那场气候变化可能是由彗星碎片的撞击而引发的 。 图片来源：中东地势地图 ， 维基
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