外星人飞船坠毁通古斯,还是小行星当空爆炸?

(文/ Katia Moskvitch)1908年6月,一个宁静的星期二,时间刚过早上7点,一个耀眼的火球划破了西伯利亚的天空。几分钟后,巨大的爆炸推到了80万棵树木,就连距离爆炸地点60千米远的地方,站立的人也被掀翻在地。这是一场外星人混战的最终结果,一艘飞船在半空中被摧毁,其他飞船则返航并消失在了太空之中。

这是79岁的退休俄罗斯物理学家维克多·茹拉夫廖夫(Viktor Zhuravlyov),在用他颤抖的声音,以绝非正统的方式告诉我,那天在通古斯到底发生了些什么。这个难题让科学家为之着迷了一个多世纪。毫无疑问,某样东西在西伯利亚针叶林上空发生了爆炸——但它究竟是什么?

1959年,刚从托木斯克州立大学毕业的茹拉夫廖夫,便加入了首批前往通古斯地区考察的一支探险队。从距最近的瓦纳瓦拉镇走到那里,他花了3天时间。但无论是他,还是曾经造访过那里的数百位科学家,都未曾发现一个陨击坑,也没找到任何陨石碎片。

因此,他们只能继续猜测。它是一颗冰质的彗星?一颗小行星?地球喷涌出的一团巨大的甲烷气体云?反物质?撞上地球的黑洞?还是外星人?所有这些想法都被提了出来,但它们都有不合理之处,使得通古斯爆炸一直笼罩神秘之中。

天空中出现的另一个火球,或许终于可以揭开它的面纱。2013年初,在俄罗斯的车里雅宾斯克地区,成千上万人看到一个大火球,划过了早晨的天空,随即发生了爆炸。视频画面以及政府监控传感器对它的测量,为一颗大型流星体进入地球时会发生什么,提供了前所未有的洞见。发生在车里雅宾斯克的事件,将帮助我们一劳永逸地解决通古斯大爆炸之谜。

通古斯大爆炸

那么,关于通古斯大爆炸,我们到底都知道些什么?科学家掌握了这场爆炸造成的破坏程度,以及由此产生的地震波的强度,但其余数据都建立在有着各异不确定性的估计之上。据推测,通古斯大爆炸发生在地面上方5~10千米处,释放出的能量至少是广岛原子弹的1000倍,产生的巨大冲击波推倒了树木,并引发了火灾。

如果最初刊载于报纸上的新闻报道可靠的话,那它就不会是一个谜了。1908年7月10日,顿河畔罗斯托夫的《南方电讯报》肯定地宣称,这是一起陨石撞击地球事件。报纸甚至还援引了目击者的描述:”陨石坠落时伴有极大的噪音,然后是震耳欲聋的撞击…… 一列正在该地区行驶的火车停车,乘客们涌出车厢,想去一看究竟。但由于高温,他们无法近距离观察那块陨石…… 之后,当它冷却下来,其他人对它进行了仔细检查。据他们说,陨石几乎完全被埋在地下,只有顶部可见,呈白色。”

但是,第一支科考队到达事发地点时,已经过去了许多年。当时,俄罗斯还有其他的问题——1905年俄国革命,1917年第一次世界大战和十月革命。一颗坠落的陨石,绝非当务之急。最后,直到1921年,俄罗斯矿物学家列昂尼德·库利克(Leonid Kulik)才抵达西伯利亚中部,开始寻访目击者。他们的证词使他相信,通古斯火球确实是一颗陨星。但当他于1927年返回那里并最终到达现场时,事情大大出乎了他的意料。根本就找不到目击者证言中提到的白色陨石,而且也没有发现陨石的任何碎片,库利克甚至连陨击坑都没有找到。

他看到的是数以百万计的被破坏的树木。其中一些仍然屹立着,光秃秃的犹如电线杆,但大多数已经倒下,形成了奇怪的放射状图案,根部则指向了爆炸中心的位置。

库利克的报告引发了全世界的好奇心。后来,他在第二次世界大战中参战,不幸阵亡。之后莫斯科派出了另一支远征队前往那里。1958年的这支远征队,由俄罗斯维尔纳茨基地球化学及分析化学研究所的地质学家基里尔·弗洛仁斯基(Kirill Florensky)领导。”20世纪50年代末,有一个观点认为,这是一颗彻底瓦解的冰质彗星或小行星,我们要去寻找的,应该是源自它们的物质,”该研究所陨星实验室现任主任米哈伊尔·纳扎罗夫(Mikhail Nazarov)说,”可怕的是,如果这个天体进入大气层的时间延后5个小时,它就会击中圣彼得堡,摧毁那座城市。”弗洛仁斯基的科考队搜查了树林和沼泽,却连形似陨石残骸的东西都没有发现,他们得出结论认为,没有东西撞击到地面;通古斯大爆炸最可能是一场空爆—— 一场发生在大气层中的爆炸。

通古斯大爆炸最可能是一场空爆—— 一场发生在大气层中的爆炸。但是,是什么引发了爆炸呢?图片来源:udea.edu.co

但是,是什么引发了爆炸呢?要知道,当时正是不明飞行物(UFO)目击事件新鲜出炉的年代。包括科学家在内,许多人很容易就会因为看上去异常的现象而感到兴奋,并提出大胆的解释。对于一些人来说,外星人飞船间的激战似乎并不夸张。

直到2013年3月,乌克兰数学家弗拉基米尔·鲁布佐夫(Vladimir Rubtsov)还在arXiv服务器上张贴了一篇论文,提出造成通古斯事件的,既不是彗星,也不是小行星,而是某种新的未知天体——甚至可能是一艘外星飞船。在完成了《通古斯之谜》一书后不久,他便死于癌症,享年64岁。他在这本书中详细介绍了对该事件的许多不同的解释。”我丈夫一直痴迷于通古斯大爆炸,直到他去世的那一天。解决这个谜题对他来说非常重要,”他的遗孀纳塔利娅·凯蒙楚娃(Natalia Kamentseva)说。

绝大多数科学家一直试图寻求一个更传统的解释。例如,2008年,美国行星科学研究所的娜塔莎·阿特米耶娃(Natasha Artemieva)使用计算机建模来研究,空中爆炸是否会产生在通古​​斯地区看到的那种破坏。她的计算表明,一个直径40米的物体在空中爆炸所引发的冲击波,可以推倒那些树木,让它们形成独特的放射状图案。

但并不是每个人都同意空中爆炸理论。意大利博洛尼亚大学和海洋地质研究所的朱塞佩·隆戈(Giuseppe Longo)及其团队相信,那里存在一个陨击坑,而且声称已经找到了它。1999年,他们前往西伯利亚,直奔切科湖而去。隆戈认为,在1908年之前的任何地图上,都没有记载过这个湖。不幸的是,在通古斯爆炸前,当地人似乎就已知道有这个湖存在了。

纳扎罗夫也去过事发地点。20世纪80年代,他对那里的泥炭沼泽进行了分析,因为包含死亡植物的泥炭层很容易用来确定年代。”在对应于1908年的沼泽层中,我们发现了含量超多的铱,”纳扎罗夫说,”这是一种天体上常见的典型元素,但在地球上含量通常很小。”这为下面这种观点提供了佐证,即来自太空的一个物体在底层大气中快速减速,进而发生爆炸,把外来的元素散播到了地球上。其他科学家也证实,通古斯爆炸地点有铱存在。但是,造成这一破坏的,是一颗彗星,还是一颗小行星?由于没有找到残骸,纳扎罗夫认为是彗星,但包括隆戈在内的其他人则偏向于是一颗小行星。

历史重现

在原地打转了一个多世纪后,科学家现在得到了一个解开这个谜题的机会。回到2013年2月15日位于乌拉尔山脉附近的车里雅宾斯克地区。又一次,一个明亮的火球点亮了早晨的天空。几秒钟后,它发生爆炸。爆炸产生的冲击波震碎了窗户,导致1200多人受伤。


2013年2月15日,一个明亮的火球划过车里雅宾斯克上空,几秒钟后发生爆炸。视频来源:youku.com

不过这一次,人们找到了岩石碎片,可用于研究分析。这些碎片表明,一颗岩质小行星在距离地面20~25千米高的地方发生爆炸,导致了车里雅宾斯克事件。美国宇航局月球科学与探索中心的首席科学家戴维·克林(David Kring)说,这颗流星以较小的角度向我们飞来,可能”就来自于小行星带”。

得益于很多俄罗斯司机为解决交通事故纠纷而安装的仪表板摄像机,这一事件被很好地记录了下来。这场爆炸还产生了人耳听不到的响亮的次声波,也被全球旨在监测核爆炸的传感器网络清晰地监听到了。这些测量结果表明,车里雅宾斯克空中爆炸的能量相当于40万吨TNT,是广岛原子弹威力的30多倍。在此基础上,科学家计算出,这个流星体进入大气层时重约1万吨,直径约18米。最重要的是,这颗流星的火球和爆炸,都显现出了与通古斯事件惊人的相似性。

有了所有这些数据,科学家希望能做一次”时间旅行”。美国宇航局马歇尔太空飞行中心流星体环境办公室主任、天文学家比尔·库克(Bill Cooke)说,他们想用车里雅宾斯克事件”来更好地限定1908年发生在西伯利亚的那次事件”。

彗星和小行星都能产生足够剧烈的空中爆炸,引发冲击波能把松树和杉树连根拔起。然而克林说,彗星在同一高度上爆炸产生的破坏,威力可以比小行星更大。

研究人员计划对车里雅宾斯克事件的能量、爆炸高度和破坏情况进行精确测量,并整合对小行星残骸的分析,以此建立一个计算机模型。一旦有了这个模型,他们就会对事件进行计算机模拟,之后就可以把它运用到通古斯大爆炸上。

虽然根据对激波的测量以及来自核试验的数据,我们对通古斯爆炸的高度已经有了很好的估计,但关于这一事件能称之为确凿的数据,仍然只有地震记录和破坏程度。其他因素都存在着不确定性。”爆炸当量相当于200万吨还是2000万吨TNT?我们不知道,”克林说,”但利用车里雅宾斯克模型,并根据破坏程度进行校准,我们将会知晓这个数字。”

一旦确切知道了能量,科学家就能直接确定那个物体的质量。克林说:”我觉得很多人会认为,对车里雅宾斯克事件的观测结果将支持这样一个观点——通古斯事件其实是由一颗松散的石质小行星引发的,而不是彗星。”然而,英国伦敦帝国学院的加雷斯·柯林斯(Gareth Collins)认为,现在就放弃彗星还为时过早。毕竟,科学家已经知道彗星可以携带许多能量,苏梅克-列维9号彗星就是一个很有说服力的例子,它在1994年撞上了木星,在这颗行星上留下了清晰可见的伤痕。

车里雅宾斯克的火流星,与100多年前的通古斯大爆炸,存在不少相似之处。图片来源:《新科学家》

美国桑迪亚国家实验室的马克·博斯劳(Marc Boslough)已经深入研究了这些数据,可能很快就会有一个明确的答案。即便是在车里雅宾斯克事件发生之前,利用估计出的数据,他就一直在对通古斯事件进行计算机模拟。

现在,他确信自己能够改善这一模型。”我认为,车里雅宾斯克事件会增加之前我们对通古斯大爆炸模拟的可信度。”他还说,他已经把车里雅宾斯克事件的有关数据,输入到了先前他用来模拟通古斯大爆炸的模型当中。下一步,他将采用新的模型来进一步研究通古斯事件。

但是,如果通古斯大爆炸确实由一颗小行星引发,那么一块巨型太空岩石发生爆炸后怎么会没有留下任何痕迹呢?每天有小流星体爆炸和碎裂,但直到2013年车里雅宾斯克事件之前,仍有一些人不肯接受大型太空岩石也会爆炸的观点。

重金属

一种可能的解释就在于铁。含有大量铁的流星体,往往会在穿过地球大气层的旅程中幸存下来。以1947年坠落在俄罗斯远东地区群山中的老爷岭陨石为例。它超过90%是铁,进入大气层后会碎裂成几块,最大的重达1,750千克。

相比之下,车里雅宾斯克的陨石则被归类为”LL型球粒陨石”,这意味着它金属含量低,而且铁含量尤其低。这大大削弱了这类石质流星的结构,因此它们会破裂成无数碎片。欧洲空间局近地天体小组的负责人德特勒夫·科希尼(Detlef Koschny)说:”用一块石头和一块铁作比较:如果你用锤子敲击它们,石头会破碎,而铁只会出现一个凹痕。”

当一颗石质流星以超音速穿行于大气中时,产生的热量会烧蚀其自身的物质。随后它会进入到极超声速激波之中,在到达地面之前发生爆炸。”我们在车里雅宾斯克事件中看到了这一过程,而且根据目击者的说法,这显然也发生在了通古斯事件中,”科希尼说。

车里雅宾斯克和其他火流星事件的教训是,如果你想找到些什么的话,最好尽快赶到现场。”对于通古斯大爆炸,第一次科学考察是在事发后差不多20年,”科希尼说,”但陨石会随着时间发生改变。它们会被风化,各种东西开始在它们之上生长。一旦当它们落到地球上,就会被改变。所以,除非你收集了很多样本,并在实验室里对每一样都进行分析,否则你永远也不会找到任何东西。”

但最起码,车里雅宾斯克事件可以帮助排除所有其他的理论。科希尼说:”当然,如果它是一个UFO,或者是美国的秘密武器,那会更有趣,但我恐怕它大概不是。”

 
 

编译自:《新科学家》,Blast from the past: Solving the Tunguska mystery

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