当地球与流浪行星相遇,你猜会发生什么?

世界企业家 2019-12-01

在太阳里内,曾有很长一段时间,各种大物体相互碰撞。最近(大约在过去的45亿年间),太阳系中没有较多的行星级碰撞,不过仍然有许多“小”碰撞发生,例如6500百万年前导致生物大灭绝的奇克苏鲁布陨石(对于太阳系的年龄来说,6500百万年的时间差不多就是早晨的时光)以及1994年被木星撕裂的舒(苏)梅克-列维9号彗星。


当地球与流浪行星相遇,你猜会发生什么?


吸入舒(苏)梅克-列维9号彗星碎片的木星。上图右下角,木星表面每一块黑色的云团都是彗星碎块导致的,并且每一块云团都比地球大。


行星之间是否会发生碰撞或者擦肩而过曾经是重要的问题,但目前看来它没有之前那么重要了。不过,在在太阳内,这仍然是一个严肃的话题,因为除了人类,没有其它生命会考虑这件事了。


当地球与流浪行星相遇,你猜会发生什么?


若相当于地球和火星大小的两天体发生这样的碰撞,可能会形成卫星。

让我们假设太阳系中有一颗和地球一样大,叫做“Htrae”的行星,并且它的组成成分也和地球差不多(不过该行星上的生物可能长着邪恶的山羊胡,像幽灵一样,还会将名字倒过来拼写)。


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假设存在的远古行星与原始地球碰撞模拟图

正面碰撞或者甚至是掠碰(非对心碰撞),都会和你所认为的,两颗行星最终变成一团热尘埃,有或多或少的出入。人类对地球所能造成的影响可能是在地壳上留下些凹痕或者打通地壳,不过巨大的冲击会使两颗行星像两颗水滴一样: 地球和Htrae会像液体球相撞一般“飞溅”,而不是像两个粘土块一样。两个质量相似行星正面碰撞会导致它们都被摧毁。行星之间发生掠碰(非对心碰撞),会使它们自身会开始“震动”,接着所有的原始表面都会被摧毁。目前关于月亮起源的现代理论就认为月亮来自于地球和另外一颗星体的掠碰。


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如果Htrae从天上掉下来,那么它撞击地球的速度会和地球逃逸速度:11km/s差不多在同一个量级上(可能会更大)。从Htrae看起来和太阳或者月亮差不多大时开始计算,经过几个星期,它才会撞击地球。但是Htrae穿越大气层的时间只有几秒钟。如果你恰好在撞击点附近,你会看到Htrae从一个地平线横跨到另一个地平线(它完全遮蔽了你的天空,除了Htrae,什么都看不到)。碰撞之前的一段时间内,两颗行星的大气会因为突然被压缩而发出明亮的光。碰撞发生的几秒或者几分钟之内,会释放大量的光和热,你就被汽化了。而此时Htrae还没到达地面,所以你不太可能会被行星压碎。在地球远端的人们也并不会更好一些。在基本上没有任何预警情况下,他们必须面对突然剧烈变化的地面和地面上的各种物体,还有可能被直接撞飞到太空中去。


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简言之,你会被地面毫不留情地扔到致命的深空之中。

如果是一次近距离地掠过就没有正碰这么夸张了,不过你也绝对不会想要在掠射点附近。当你处在两个质量差不多的星体中间时,两个星体对你的引力差不多大。虽然你站在地球的表面上,不过你还是离地球的质心非常远(大约平均4000英里,6400公里)。所以,就算Htrae非常靠近你,那你也至少离它的质心有4000英里的距离。地球上没有什么东西具有“只受地球引力影响”的特殊性质,所以如果你足够“幸运”,当Htrae从你头上经过的时候,你会体会到零重力的感觉。


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地球和Htrae之间以非常小的距离擦过。它们中点的引力会是怎么样的呢?


当然,和地球上的物体一样,Htrae表面上的东西也不会有其他什么特殊的性质。星体表面自身也会发生移动,星球上的大气也会抓住这次机会逃逸或者进行交换。在宏观尺度上,我们以“某颗行星进入了另一颗行星的洛希极限”来描述这种现象。洛希极限内的星体会逐渐一点点的剥离成小碎块。这不仅是因为处在行星之间的物体会进行自由下落,也因为落入洛希极限的物体所受的引力会突然发生剧烈的变化,指向其所落向的星体。那行星大小的陆地滑坡看起来是什么样子的呢?也许远远看会觉得这种现象非常壮观,不过这种观看距离是非常遥远的。

尽管两颗行星只是擦肩而过,并没有真正发生碰撞,也会带来巨大的损害。在这两颗行星之间,围绕着它们运转的碎片云(或者说是“翻滚的熔融物质”),以及由海洋、地壳和地幔构成的物质带,会随着行星的分离而延伸开。不过这种现象并没有在行星尺度上观测到,因为最近的撞击现象中,撞击物体的引力几乎可以忽略不计。在彗星上垂直起跳你甚至可以跳到无穷高的距离(如果你尝试这么做的话)。


当地球与流浪行星相遇,你猜会发生什么?


1994年5月17日,哈伯太空望远镜拍摄到的休梅克-利维9号彗星,可见木星引力将彗星扯碎成21块直径5公里左右的碎片

更糟的是,除非两颗行星恰好处在擦肩而过的状态(也许它们是相反运行的轨道或者Htrae是来自于太阳系外的行星),否则近距离的掠过一般只是正碰的序幕。对地球和Htrae造成损害和扰动是需要花费能量的,这能量大多数来自于行星的动能,所以在一次近距离的掠过之后,两颗行星的速度一般都会比之前的速度小。这就意味着这两颗行星一般无法再次逃逸(至少不可能永远保持相安无事的状态)。实际上,这就是舒(苏)梅克-列维九号彗星为什么是花了很长时间以碎块的形式撞击木星而不是整个彗星一次性落入木星。在撞击之前,彗星已经进入了木星的洛希极限(也许经过了好几次),它被撕裂成石块碎流,速度也减慢了。

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