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猎鹰9号上面级撞击月球表面后形成的陨石坑前后对比图。
图片来源:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心直觉机器公司
一个废弃的火箭级在月球上撞出了一个新的陨石坑,这让科学家们有了一个难得的机会,几乎能实时观察月球地质变化情况。

NASA的月球勘测轨道飞行器(LRO)近期拍摄到了新的撞击疤痕。
这个陨石坑出现在几天前,当时SpaceX猎鹰9号的上面级撞上了月球表面。

火箭曾发射了萤火虫宇航公司的蓝幽灵1号月球着陆器。
完成任务后,上面级留在太空中,直到太阳活动和引力作用使其意外返回月球。

因为没有大气层来减缓来袭物体,月球不断被撞击重塑。
美国国家航空航天局估计,携带的能量与火箭级大致相当的天然流星体撞击月球表面的频率约为每六天一次。
人造撞击则要少见得多,这使得这类碰撞成为测试跟踪系统和研究新鲜陨石坑形成方式的有用机会。

这是猎鹰9号上面级撞击月球表面后形成陨石坑的前后图片视图。
这些图像由美国国家航空航天局月球勘测轨道飞行器上的窄角相机拍摄。
图像从原始尺寸放大了三倍,北极朝上,覆盖面积约为四分之一英里宽。
版权所有:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心直觉机器公司
LRO精准捕捉到撞击过程
捕捉撞击结果并不像从撞击地点上空飞过那么简单。
工程师们必须倾斜月球勘测轨道飞行器(LRO),以便在航天器以每秒1英里的速度在月球表面上方约60英里处疾驰时,让其相机对准撞击坑。
该轨道器每两小时就会从月球的一极绕到另一极,但它仍需等待缓慢旋转的月球表面将撞击区域转到其飞行路径下方。

时机把控同样容不得半点差错。
如果相机启动时间提前或滞后仅仅10秒,陨石坑在画面中心的位置偏差就会达到约10英里。
LRO从多个角度观测了该地点,利用变化的阳光和阴影来展现不同的特征。
对边缘最清晰的观测显示,这个陨石坑直径约60英尺。
它的阴影表明其深度不足10英尺,比NASA最初估计的约12英尺略浅。
一段艺术概念图片展示了美国国家航空航天局的月球勘测轨道器环绕月球的情景。
来源:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心概念图像实验室
陨石坑辐射纹揭示月球隐藏地层
那些测量之所以能够实现,是因为LRO的窄角相机可以探测到小至3英尺宽的物体。
该航天器长期以来一直在对月球进行勘测,因此研究人员能够将新图像与早期观测图像进行对比,分离出碰撞造成的变化。
从陨石坑向外扩散的明暗射线揭示了撞击如何搅动了月球物质的不同层。
较暗的条纹包含来自地表上层1.5英尺内的尘埃和岩石。
随着时间的推移,这些物质已被太阳风、银河宇宙射线和无数微陨石撞击所改变。
边缘附近较亮的沉积物来自更深的地方。
因为这些物质一直被埋藏在地下,所以它们经受太空风化的时间要短得多,看起来比周围的表面更新鲜。

美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道飞行器拍摄的这张图像展示了两个椭圆形区域,根据美国国家航空航天局近地天体研究中心工程师的计算,猎鹰9号上面级可能会在这两个区域撞击月球。
两个椭圆的长均为2.1英里,宽均为0.4英里。
这两种预测都采用了相同的助推器轨迹计算方法,但只有蓝色椭圆考虑了月球地形。
红色和蓝色圆来源:美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院
国际团队确定了陨石坑位置
寻找撞击坑需要开展一次国际搜索行动,而这次搜索在撞击事件发生前就已经启动。
独立天文学家们根据公开数据重建了火箭的飞行轨迹。
随后,美国国家航空航天局(NASA)近地天体研究中心利用这些数据对预计的飞行路径进行了细化,并利用此次事件对通常应用于可能威胁地球的小行星和彗星的技术进行了评估。
该中心位于美国国家航空航天局(NASA)南加州喷气推进实验室,向韩国探路者月球轨道器(Danuri)团队发送了其预测的撞击位置。
Danuri在撞击发生仅数小时后,就用其高分辨率LUTI相机拍摄到了这个新陨石坑。
实际地点与NASA的预测位置相距约0.6英里。
随后,丹瑞号探测器团队将坐标信息分享给了月球勘测轨道器(LRO)的任务控制人员,协助他们规划后续更细致的观测工作。
通过将新形成的陨石坑与撞击前拍摄的图像进行对比,美国国家航空航天局(NASA)确定该陨石坑的中心位置为北纬19.4759°、东经266.7138°,海拔高度为511米(1677英尺)。

由NASA月球勘测轨道飞行器拍摄(拍摄时间为某猎鹰9号上面级助推器撞击月球六天后),这些图像从不同视角拍摄,呈现出不同特征。
左上角图像中陨石坑周围呈扇形分布的较暗区域比周围环境更粗糙,因为这些表面物质长期以来受到太阳风、银河宇宙射线和微陨石撞击的影响而发生了改变。
右下角图像中陨石坑上方较亮的射线状区域和斑点是从地表深处挖掘出来的更新鲜的物质。
这些图片按拍摄顺序排列,从左上角开始向右下角移动,太阳的光照角度在各图像间逐渐变化。
每张图像放大了两倍,展示了月球上约1000英尺宽的区域。
图片来源:NASA戈达德航天中心直觉机器公司
相关知识
月球是地球唯一的天然卫星,距离地球约38万公里,直径约3476公里。
其表面遍布环形山、月海等地形,昼夜温差极大。
月球显著影响地球潮汐,也是人类深空探索的重要起点——1969年阿波罗11号首次实现人类登月。
它不仅丰富夜空景观,还为研究太阳系起源提供关键依据。
BY: NASA
FY: AI
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相关知识(天文术语) 陨石是宇宙空间中的岩石或金属物质,穿越地球大气层后未完全烧毁而坠落到地面的天体残余。
它们通常来自小行星带、彗星或行星的碎片,研究陨石有助于了解太阳系的形成与演化过程。
陨石分为石质、铁质和石铁混合型,具有重要的科研价值,常被用于地质学、天文学和材料科学的研究。
大多数陨石在进入地球大气层时会因剧烈摩擦而发光,形成人们常说的流星。
只有其中一小部分能够抵抗高温和气动压力,最终抵达地表成为陨石。
根据成分和结构,陨石主要分为三大类:石陨石、铁陨石和石铁陨石。
石陨石占比最高,约94%,主要由硅酸盐矿物组成;铁陨石富含金属铁镍;石铁陨石则兼具两者特征。
许多陨石含有太阳系中最古老的矿物颗粒,部分年龄可达45.6亿年,比地球上最古老的岩石还要古老数十亿年。
这些物质为研究行星起源与演化提供了不可替代的样本。
陨石撞击地球的现象贯穿地质历史。
大型撞击事件曾深刻影响地球环境与生物演化,例如白垩纪末期的希克苏鲁伯撞击被认为与恐龙灭绝存在关联。
科学家通过分析陨石中的同位素组成、微量元素及宇宙成因核素,可以推断其母体的热历史、暴露于宇宙射线的时间以及在太空中的运行轨迹。
陨石不仅是天文学和行星科学的研究对象,也常被用于科普教育与博物馆展览,帮助公众理解地球在宇宙中的位置及太阳系的动态演化过程。
BY: newscientist FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
可你去著名陨石坑里寻找,往往看不到一块完整的“罪魁祸首”。
一个能在地面砸出巨坑的天外巨石,为什么撞完以后反而消失了?答案是:坑不是石头压出来的,而是爆炸炸出来的。
先分清三个容易混用的词。
还在太空中的叫流星体,闯入大气发光时叫流星,真正熬过大气层、到达地面的残块才叫陨石。
每天进入大气层的微小颗粒数量极多,但绝大多数只是沙粒和尘埃,烧蚀后根本不会留下肉眼可见的坑。
“每天两万颗陨石”取决于统计口径。
若把微流星体和微陨石算进去,数量可以非常大;若只算超过100克并落到地面的陨石,NASA旧资料估算每年约3万块,平均每天八十多块。
标题里的两万,更适合理解为大量微小天外颗粒,而不是两万块巨石砸地。
地球大气层先充当筛子。
太空岩石以每秒十几到几十公里冲入空气,前方空气来不及散开,被剧烈压缩并加热,岩石表面熔化、剥落,这叫烧蚀。
很多小天体在几十公里高空就被耗尽,只留下一道转瞬即逝的亮光。
更大的石块也可能被空气压力撕碎。
它们高速飞行时,迎风面的压力远高于背面;当压力超过岩石强度,整体会突然崩裂,受力面积暴增,随后更快减速和烧蚀。
2013年的车里雅宾斯克事件就在高空爆炸,冲击波震碎大量玻璃,却没有留下对应的巨大撞击坑。
能真正砸出大型陨石坑的天体,通常没有被大气层充分减速。
它撞地时的速度仍以每秒数公里甚至十几公里计算,动能在不到一秒里释放。
此时过程更像炸弹爆炸,而不是一块石头慢慢把泥土压出凹槽。
撞击瞬间,接触点的压力可达极端水平,岩石和地表被压缩、熔化甚至汽化。
一股冲击波向四周扩散,把大量岩石抛向高空,形成比撞击体大许多倍的坑。
撞击体本身也在这场爆炸中粉碎、熔融,和地球岩石混在一起。
这就是为什么坑中央通常没有一颗完整陨石。
真正的大撞击里,“凶器”往往已经变成蒸气、熔滴、碎屑和散落很远的化学痕迹。
科学家寻找的不是一块完好的石头,而是高压矿物、冲击石英、玻璃球粒以及异常元素比例。
亚利桑那州巴林杰陨石坑是经典例子。
它直径约1.2公里,由一颗铁镍小行星在大约5万年前撞击形成。
主撞击体没有像纪念碑一样躺在坑底,但周边发现了许多铁陨石碎片,它们被称为“魔鬼峡谷陨石”。
早期有人真的以为坑底埋着一整块巨型铁矿,甚至投入资金钻探,希望把它挖出来。
结果钻孔没有找到预想中的完整天体。
后来人们才理解,高速撞击释放的能量足以让大部分撞击体熔化或汽化,寻找一颗完整大铁球从一开始就是误判。
小陨石的情况恰好相反。
它们经过大气层减速后,最后会进入“暗飞行”,不再发光,以接近终端速度落地。
这样的陨石可能只在泥土上砸一个小洞,甚至只是落在地表,没有明显陨石坑,而石头本身反而保存得比较完整。
所以会出现一个看似矛盾的规律:越容易找到完整陨石,越不容易看到大坑;越能制造巨大陨石坑,撞击体越可能被彻底摧毁。
完整的石头与壮观的坑,通常属于两种不同速度、不同能量的结局。
落到地面的陨石也很难被人发现。
地球表面约七成是海洋,大量陨石直接沉入海底;陆地上还有森林、沙漠、冰盖和无人区。
许多陨石在夜间悄无声息落下,没人看见火球,也没人知道该去哪里找。
即使落在人类附近,石质陨石也可能长得像普通地球石头。
它的黑色熔壳会在风吹雨淋中逐渐褪色,铁质成分会生锈,最后混进碎石堆。
南极和沙漠特别适合找陨石,正因为背景单一、侵蚀较慢,黑色石块更显眼。
地球上的陨石坑同样会消失。
雨水侵蚀坑壁,河流填入沉积物,植物覆盖表面,板块运动甚至能把整个撞击结构送回地幔。
NASA指出,月球缺少大气和活跃地质,坑能保存很久;地球却一直在擦掉自己的伤疤。
恐龙灭绝事件留下的希克苏鲁伯陨石坑,直径约180公里,却并不是一眼能从地表看到的大碗。
它大部分埋在墨西哥尤卡坦半岛地下和近海沉积层中。
科学家靠重力异常、岩芯和冲击矿物,才拼出这次撞击的真实规模。
陨石坑里偶尔也能发现陨石碎片,但不能把“没有完整陨石”等同于“不是撞击形成”。
冲击变质证据比外形可靠得多。
火山口、塌陷坑和撞击坑有时长得相似,真正定案的往往是岩石在极端压力下留下的微观结构。
陨石落地时也未必烧得通红。
高速阶段的热主要集中在表面,烧蚀不断带走热量;碎片减速后还会经历数分钟冷空气中的暗飞行。
NASA资料指出,落地陨石可能只比环境温度略高,甚至有内部仍然冰冷的记录。
那些每天闯入大气层的微粒并没有完全消失。
一部分变成细小的宇宙尘埃,缓慢落向海洋、屋顶和冰层。
我们脚下的泥土里,可能就混着来自小行星和彗星的微小球粒,只是普通人很难把它们从地球尘埃中认出来。
所以,陨石坑里没有陨石,并不是石头神秘消失了。
小的在大气中烧掉或轻轻落地,大的在撞击瞬间粉碎、熔化、汽化,剩下的证据又被海洋、风雨和地质活动慢慢掩埋。
那个空荡荡的坑,本身就是撞击体留下的最大遗物。
下一次看到流星,也别急着跑去亮光消失的位置捡石头:真正能落地的碎片会在高空熄灭后,被风吹着经历一段看不见的“暗飞行”,散落区可能延伸数公里。
天文学家往往要结合目击视频、气象雷达和风场反推落点,找到一小块陨石,有时比找到它留下的新闻更难。