撞木星的彗星有多大，為啥會(huì)被木星撕裂，什么來頭？

蘇梅克列維9號(hào)彗星就是一顆普通的彗星，只是由于它撞上了木星，才更為出名。

這顆彗星之所以被叫做“蘇梅克列維9號(hào)”，是因?yàn)檫@顆彗星由美國天文學(xué)家尤金·蘇梅克及其妻子羅琳·蘇梅克，以及天文愛好者大衛(wèi)·列維三個(gè)人共同發(fā)現(xiàn)，這是他們合作發(fā)現(xiàn)的第九顆彗星，按照國際慣例，這顆彗星以他們?nèi)诵帐厦?，并后綴為9號(hào)。

這顆彗星原本是圍繞著太陽運(yùn)行，后來被木星強(qiáng)大引力俘獲，成為了木星的一個(gè)衛(wèi)星，最終撞入木星大氣層。1993年3月24日，蘇梅克夫婦和列維在美國加州帕洛瑪天文臺(tái)觀測近地天體時(shí)，無意中偶爾發(fā)現(xiàn)的。發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，這顆彗星已經(jīng)圍繞木星公轉(zhuǎn)了一段時(shí)間了。

科學(xué)家們通過建模追溯它的過去，認(rèn)為這顆彗星曾經(jīng)是一顆繞日公轉(zhuǎn)的短周期彗星。但由于其軌道經(jīng)過木星附近，被具有太空吸塵器稱號(hào)的木星引力所捕獲，成為了一顆木星衛(wèi)星?？茖W(xué)家們確信，這顆彗星早就被木星捕獲了，時(shí)間約在1970年之前甚至更早，但問題是人們?cè)?993年之前，并沒有發(fā)現(xiàn)這顆彗星的蹤跡。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)這顆彗星時(shí)，它就已經(jīng)碎裂成許多小碎塊。

研究認(rèn)為，這顆彗星很可能是在1992年7月7日最靠近木星時(shí)，被木星強(qiáng)大的引力潮汐力撕碎了。蘇梅克列維9號(hào)彗星圍繞著木星是一個(gè)很扁的橢圓軌道，遠(yuǎn)木點(diǎn)距離達(dá)到0.33AU（約5000萬公里），近木點(diǎn)只有幾萬公里，公轉(zhuǎn)周期約2年。

1992年7月7日，這顆彗星極度接近木星，距離木星云頂只有4萬公里，木星是一個(gè)半徑約7萬公里碩大星球，因此這個(gè)距離只有木星半徑的57%，這顆本來就不牢固的彗星就被木星潮汐力撕碎了。通過計(jì)算，1994年7月份這堆木星碎片又將到達(dá)軌道近木點(diǎn)，距離木星大氣層表面只有約4.5萬公里。

科學(xué)家們認(rèn)為這堆碎片很可能難逃木星引力，被拉扯撞入大氣層，將會(huì)是人類觀測彗木相撞的難得機(jī)會(huì)，是人類首次觀測到小行星撞擊太陽系行星。

撞擊能量是地球核彈頭總量的4000倍

NASA將調(diào)動(dòng)哈勃望遠(yuǎn)鏡和正在趕往木星的伽利略探測器，甚至正在飛往太陽系外，距離木星60億公里的旅行者2號(hào)，都對(duì)準(zhǔn)了木星，等待觀測時(shí)機(jī)到來。果不出所料，這些碎片于1994年7月17日4點(diǎn)15分開始，魚貫地向木星大氣層撞去。

望遠(yuǎn)鏡記錄了這次曠古奇觀，人們看到了木星大氣層不斷被爆炸釋放出來的亮光，一共有21個(gè)碎塊先后撞擊和爆炸，一直持續(xù)了130多個(gè)小時(shí)，一直到22日8點(diǎn)12分才結(jié)束。

爆炸的結(jié)果在木星大氣層留下了4個(gè)巨大的黑色疤痕，每個(gè)直徑都有數(shù)萬公里，都可以放入幾個(gè)地球，這些疤痕過了許久才漸漸散去。由于距離很遠(yuǎn)，人們看到的只是不斷閃爍星星點(diǎn)點(diǎn)的火光，如果隔得近就是人類從沒有看到過的恐怖場景了。

要知道木星體積是地球的1316倍，質(zhì)量是地球的318倍啊，這個(gè)撞擊在木星上形成了數(shù)萬公里的大坑，想一想如果在地球上爆發(fā)，是個(gè)什么后果？

科學(xué)家們經(jīng)過計(jì)算，這21塊碎片撞擊的總能量相當(dāng)40萬億噸TNT烈性炸藥同時(shí)爆炸，也就是約30億顆廣島原子彈的爆炸威力。常有人說，人類已經(jīng)掌握毀滅自己若干次的核彈頭，這些核彈一共有多少呢？據(jù)統(tǒng)計(jì)加起來也就約100億噸TNT當(dāng)量左右。那么這次蘇梅克列為9號(hào)彗星撞擊木星的威力，就是人類擁有核彈總量的4000倍，如果掉在地球上，要?dú)缛祟惗嗌俅文兀?/p>

現(xiàn)在來說說這顆彗星為什么會(huì)被木星撕碎呢？

有研究認(rèn)為，這顆彗星在沒有解體前，大約在5公里長，正好相當(dāng)6500萬年前撞擊地球，導(dǎo)致恐龍滅絕那顆10公里直徑小行星的半徑。但這顆彗星是一個(gè)長條形，而且作為彗星的彗核，質(zhì)地是較為松散的。

所有的彗星組成都差不多，是一種密度較小由冰雪和塵埃石塊組成的天體，因此也叫臟雪球。蘇梅克列維9號(hào)也是一樣，所以才被稱為彗星。

但它為什么會(huì)被木星撕碎呢？要了解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，就必須弄清兩個(gè)概念，一個(gè)叫潮汐力，也叫引潮力；還有一個(gè)叫洛希極限。

引潮力是由于引力作用導(dǎo)致天體變形的扭曲力

萬有引力定律表述為：F=GMm/r^2，這里的F表示引力大小，G代表引力常量，M和m代表兩個(gè)引力相互作用的天體，r為它們之間質(zhì)點(diǎn)距離。從這個(gè)定律，我們可以看出，引力大小是與作用雙方天體質(zhì)量乘積成正比，與距離平方成反比的。

但這個(gè)引力大小只是相對(duì)于兩個(gè)天體整體而言，而引潮力則是引力對(duì)這個(gè)天體不同的部位而言。根據(jù)根據(jù)引力大小與距離平方成反比的規(guī)律，一個(gè)天體引力核心到另一個(gè)天體不同部位距離是不一樣的，因此這些不同部位受到的引力作用也是不一樣的。而且天體還在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，這些不同部位受到的引力作用就在不斷變化。

這樣就形成了引力對(duì)這個(gè)星球不斷的扭曲力，這就是引潮力或者說潮汐力。

引潮力會(huì)讓天體產(chǎn)生變形，尤其是流體的變化更明顯，剛體（也就是巖石類）雖然不明顯，但變形是必然的。我們地球海洋就是以潮汐的現(xiàn)象，反映了太陽和月亮對(duì)地球的引潮力。

月亮正對(duì)著地球的海洋，受到的引力牽制最大，因此就會(huì)漲起來，發(fā)生漲潮現(xiàn)象；而地球背對(duì)月亮的另一面，引力最小，因此地球引力拉住海水的力量也最小，也同樣會(huì)漲起來。地球兩側(cè)受到的引潮力相對(duì)較小，因此海水被吸走了，形成落潮。地球每天自轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)地方都會(huì)輪流面對(duì)月亮，這就是地球一天潮汐漲落兩次的原因。

地球潮汐主要受太陽和月亮兩個(gè)天體的影響，太陽引力雖然很大，但距離是月亮的約40倍，根據(jù)引力大小與距離平方衰減的規(guī)律，月亮引力比太陽對(duì)地球影響更大，是太陽引潮力的2.5倍，因此是導(dǎo)致地球潮汐的主要力量。但太陽對(duì)地球的潮汐力也是不容忽視的，因此當(dāng)太陽、月亮與地球在同一條直線時(shí)，是地球海潮最大的時(shí)候，叫大潮，這也是日食或月食時(shí)，潮水最大的原因。

洛希極限，是指一個(gè)天體能夠忍受引潮力的最大極限。

這個(gè)極限發(fā)生在一個(gè)天體自身的引力與第二個(gè)天體造成的潮汐力相等時(shí)的距離。這時(shí)巨大的潮汐力讓靠近大天體的較小天體，不但流體極端變形，就是剛體也會(huì)變形很厲害，直到突破剛體星球承受極限，最終破碎，成為大天體的碎片環(huán)，就像土星環(huán)。

洛希極限的計(jì)算公式，剛體衛(wèi)星（較小天體）的洛希極限d≈1.26R（pM/pm）立方根；流體衛(wèi)星的洛希極限≈2.243R（pM/pm）立方根。這里的d表示洛希極限，也就是兩個(gè)天體質(zhì)心之間距離；R為大天體半徑；pM為大天體密度，pm為小天體密度。

根據(jù)這個(gè)公式，我們可以計(jì)算出蘇梅克列維9號(hào)彗星與木星的洛希極限。彗核的密度和水差不多，也就是約1g/cm^3，木星的密度為1.326g/cm^3，半徑為71492 km。彗星是屬于剛體還是流體呢？沒有找到這方面的資料，因此我們按兩種天體公式都算一下，取個(gè)折中；

將前面的參數(shù)代入公式，如果按流體計(jì)算，蘇梅克列維9號(hào)彗星與木星的洛希極限d≈2.243*71492*（1.326/1）立方根≈176171km；如果按剛體計(jì)算，則洛溪極限d≈1.26*71492*（1.326/1）立方根≈98964km。流體和剛體天體洛希極限的平均數(shù)為137567.5km。

這個(gè)洛希極限是到木星質(zhì)心的距離，因此要刨去木星半徑，這樣彗星距離木星大氣層表面的距離就是不得小于66075.5公里，小于這個(gè)洛希極限，彗星就必然會(huì)被木星引力潮汐力撕碎。而1992年7月7日，蘇梅克列維9號(hào)彗星距離木星大氣層表面才40000公里，不撕碎才怪呢。

如果完全按剛體計(jì)算，就要到更近距離才會(huì)被撕裂；按照流體計(jì)算，彗星應(yīng)該在更遠(yuǎn)的地方就被潮汐力撕碎了。因此這顆彗星是不是在更早的時(shí)候就被撕碎，也值得懷疑。

大小天體被引力拉下時(shí)，都會(huì)粉身碎骨

其實(shí)，蘇梅克列維9號(hào)彗星的21塊碎片，在以每秒約60公里速度掉落木星大氣層時(shí)，高溫高壓還會(huì)把它們炸得粉碎，但并不影響這些更小卻成團(tuán)碎塊的撞擊力度，因此才會(huì)出現(xiàn)那么巨大能量。

一般小行星光臨地球，被引力拉下掉落到地表時(shí)，都早已粉身碎骨了。較大的小行星是受到洛希極限的極度扭曲而迸裂，而一些較小的隕石，更多是在高速下墜過程，被高溫高壓所炸裂。剛體碎塊在體積很小時(shí)，受到的電磁作用力比萬有引力大多了，小的巖石碎塊就不會(huì)受到洛希極限控制了。但卻忍受不了高溫高壓，內(nèi)外熱度不均而發(fā)生的炸裂。

更小的小隕石掉到地上只是燒蝕了外面一層，整個(gè)還是完整的，并沒有炸裂，就是因?yàn)樘×?，剛體金屬或巖石結(jié)構(gòu)的電磁作用力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于引潮力的緣故。

這就是蘇梅克列維9號(hào)被木星撕碎的道理。各位覺得說清楚了嗎？還有什么疑問或者不同看法，歡迎在評(píng)論區(qū)留下寶貴意見。感謝閱讀，如果喜歡我的文章，請(qǐng)別忘了關(guān)注和點(diǎn)贊，再次感謝。

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