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摘要:对于这个实验,舒尔茨和他的同事需要一个小行星加农炮。在托盘下面,他们贴上了一个塑料内衬的井,用来捕捉人造小行星撞击过程中释放的爆炸性碎片。在小行星撞击中,岩石立即融化并重新凝固成玻璃。当研究人员分析这些碎片的水分时,他们发现远远超过了他们的模型所表明的可能:高达30%的“小行星”水分仍然被困在影响产品。
当小行星以11000英里/小时(18000公里/小时)的速度撞向地球时,有多少小行星的组成水留在了碎片中,又有多少在强烈的碰撞热中蒸发掉布朗大学的
科学家想找出答案。因此,他们做了我们任何人都会做的事情,并在美国宇航局的帮助下建造了一个室内小行星加农炮。
这项研究结果发表在4月25日的《科学进展》杂志上,听起来可能很荒谬(或者说不可思议的可怕),但它旨在回答行星形成科学中一些最持久的问题。在太阳系最早的日子里,骨头干燥的行星最初是如何获得水分的?为什么水的痕迹被发现在地球被烤焦的月球的地幔中或在巨大的第谷月球陨石坑附近?古老的碳基小行星可以作为一个跨银河的出租车服务,从宇宙的一部分穿梭于另一部分水域吗?[当太空袭击:6颗最疯狂的流星撞击]
如果后一种理论是真的,那么数学就不站在它一边了布朗地球、环境和行星科学系教授彼得·舒尔茨在一份声明中说:“撞击模型告诉我们,(小行星)应该在太阳系常见的许多撞击速度下完全挥发,这意味着它们所含的所有水分都会在撞击热中蒸发掉。”但是自然比我们的模型更有趣,这就是我们需要做实验的原因。
对于这个实验,舒尔茨和他的同事需要一个小行星加农炮。因此,研究小组在加州艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的NASA垂直火炮射程的帮助下——这是60年代阿波罗计划期间建造的一个室内弹道设施,用于在一个小而舒适的尺度上模拟高速宇宙碰撞。
在没有任何真正的小行星的情况下,研究小组使用了大理石大小的抗石柱-他们说,一种常见于海洋地壳中的绿色矿物,平均含有13%的水(以重量计)作为抛射物。对于他们的目标,他们用一盘干燥的粉状浮石来代表覆盖在地球基岩上的松散的尘土飞扬的矿物层。在托盘下面,他们贴上了一个塑料内衬的井,用来捕捉人造小行星撞击过程中释放的爆炸性碎片。
在小行星撞击中,岩石立即融化并重新凝固成玻璃。这些特写镜头展示了一些在最近的天体大炮实验中形成的撞击玻璃。(Terik Daly)在几次试验中,研究人员将这颗假小行星以超过11200英里/小时的速度射入假地球,研究人员写道,这个速度“相当于小行星带中的撞击速度”。撞击后,一些岩石融化,然后迅速重新凝固成玻璃。其他的抗原岩碎片与粉末融合形成角砾状的锯齿状碎片拼贴,在撞击的热度期间粘结在一起。
当研究人员分析这些碎片的水分时,他们发现远远超过了他们的模型所表明的可能:高达30%的“小行星”水分仍然被困在影响产品。换句话说,小行星可以作为星际H20输送服务的理论似乎站得住脚。
“这些新的实验提高了生长中的类地行星在成长过程中在其内部捕获水分的可能性,”研究人员写道舒尔茨补充道:“这也说明了为什么实验如此重要,因为这是模型所忽略的。”
换言之:请让科学家们拥有他们的大炮。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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