事实证明!可能会有流星以接近光速的速度撞击地球

众所周知,地球偶尔会受到来自太空的岩石的冲击,这些岩石要么在大气层中爆炸,要么撞击地球表面。此外,无论何时,我们的行星的轨道导致它穿过太阳系的碎片云,我们的行星都会有规律地经历流星雨的冲击。然而,也有证据表明,地球经常受到那些小得难以察觉的物体的撞击,这些物体大约只有1毫米大小。

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根据哈佛大学天文学家阿米尔·西拉杰和亚伯拉罕·勒布教授的一项新研究,地球的大气层有可能被速度极快的大流星撞击——1毫米到10厘米。他们认为,这些流星可能是附近的超新星导致粒子加速到亚相对论甚至相对论速度的结果,它们可以达到几千倍的声速,甚至达到光速的一小部分。

过去曾有几位天文学家(如Lyman Spitzer和Satio Hayakawa)提出,存在这种直径约为1毫米(0.04英寸)的流星。证据表明,过去至少有一颗超新星曾在地球上大量释放重元素。众所周知,超新星可以以亚相对论速度释放大量的尘埃。我们还在超新星喷出物中看到了喷射物的证据。其中小块中包含的质量分数是未知的,但毫无疑问,它们中的某些部分可以达到接近光速的速度。

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但现在的问题是:比一粒尘埃大的流星是否以亚相对论或相对论速度进入地球大气层呢。这些流星的直径为1毫米、1厘米或10厘米。这个问题很大程度上与我们当前的搜索方法有关,它根本就不是用来寻找这类对象的。

科学家表示,流星的速度通常接近光速的0.01%。因此,科学家主要寻找来自以这个速度移动的物体的信号。来自超新星的流星的速度要快100倍(大约是光速的1%),所以它们发出的信号与一般的流星有很大的不同,这使得它们很容易被当前的观测所忽略。

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流星是彗星和小行星撞击大气层并在瞬间燃烧的碎片。2016年8月12日凌晨2点40分,从落日陨石坑国家纪念地的煤渣山上俯瞰,一颗英仙座流星雨沿着夏季银河系划过。它留下了一条持续约30秒的发光离子尾迹。摄像机捕捉到一条盘旋的烟雾轨迹,在几分钟内向南飘移。

为了进行研究,研究员Siraj和Loeb开发了一个流体力学和辐射模型来跟踪热等离子体圆柱体的演化,这些热等离子体是由亚相对论性流星穿过我们的大气层造成的。由此,他们能够计算出会产生什么样的信号,从而为天文学家应该注意什么提供了一个指示。Siraj解释说:“我们发现,亚相对论性流星会产生一种可以被麦克风接收到的冲击波,以及一种可见于光波波长的明亮闪光——两者都持续约0.1毫秒。而对于小到1毫米的流星,一个小的光学探测器(1平方厘米)可以很容易地探测到地平线上的闪光。”

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考虑到这一点,Siraj和Loeb继续研究出一种基础结构,让天文学家能够确认这些天体的存在并研究它们。例如,新的调查可以纳入次声麦克风和光-红外仪器,而这些仪器将能够探测到这些物体进入我们的大气和由此产生的爆炸所产生的声音信号和光学闪光。

根据他们的计算,他们建议一个覆盖全天空的600个探测器组成的全球网络每年可以探测到一些这种类型的流星。还可以通过现有数据搜索亚相对论和相对论流星的迹象。最后,甚至有可能使用现有的基础设施来寻找这些对象。

这样做相当于研究一组全新的、定期与地球大气相互作用的天体。它还将为超新星研究提供一个新的视角,使天文学家能够对他们产生的喷出物进行重要的限制。

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