来历/东方IC
当你对着流星许愿时,是否想过它是怎么构成的——小行星从太空进入大气层后,会与大气发作冲突并焚烧,焚烧时发作的光迹,就是咱们熟知的流星。但在这片刻的光热闪现之后,这些流星会何去何从?为什么研讨人员发现,落在地球上的流星残骸许多是圆锥形的?
由上海纽约大学物理学、数学教授张骏,纽约大学数学副教授雷夫·瑞斯洛夫,博士生黄金紫等组成的科研团队展开了一项研讨,经过对流体力学的研讨,解说了为什么许多陨石会终究变为锥体。该研讨对流星在地球大气层飞翔进程中的安稳性和所遭受的烧蚀怎么导致其“抱负形状”的构成,提出了新的见地。
图说:快照记录了铝制锥体在水中下落时的下降、翻转进程。这些锥体展现出倒置、翻滚、滑行、定向飞翔、摇晃和颤抖的特征行为 上海纽约大学供图
张骏表明,他们在七年前展开的一项关于流体腐蚀的研讨为此次研讨奠定了根底。“其时,咱们注意到,形状重塑与安稳机制之间存在着某种联络,并发现,在一个敞开的流体中,每个物体的形状都会被流体重塑、打磨,终究构成一个锥形结构。后来咱们逐步意识到,流星锥体形状的构成可能与这项早前的研讨发现有关。”
为了探求锥形陨石的构成原理,研讨人员在一个人为操控的环境中模仿了大气状况,并规划了两组不同的试验。在第一组试验中,研讨人员用安稳的水流来模仿大气中空气与陨石的相对活动,并将用粘土刻画的物体放置其间;在第二组试验中,研讨人员将不同形状的圆锥体放入水中,调查它们在自由落体进程中的轨道和安稳性。
研讨人员从这两组互补试验的成果中得到了启示:研讨说明晰物体形状对其直线飞翔才能的影响,提醒了一个存在已久的疑团——为什么许多坠落在地球上的陨石是锥形的。“由于陨石在大气层飞翔进程中会被消融、烧蚀和重塑,所以在抵达地表的时分,形状会发作改动,”瑞斯洛夫教授解说,“尽管大多数陨石的开始形状是随机的,但令人惊奇的是,其间约有25%是‘定向陨石’,有的看上去接近于一个完美的锥体。”
与放在水中的粘土物体不同的是,在实践飞翔中,流星不会待在某个固定方位,而是会自由地滚动、翻滚、旋转。其间,第二组试验旨在探求“是什么让陨石坚持固定方向的运动,并终究抵达地球。”“细长或狭隘的锥体在飞翔中会翻转、翻滚,而宽锥体则会颤抖并来回摇晃。但咱们发现在这两种形状之间,存在着一种特别锥体,它们的极点在前,一向垂直飞翔,”瑞斯洛夫教授说, “令人惊喜的是,这些飞翔视点‘适可而止’的锥形陨石,与咱们试验中被腐蚀后的黏土物体,以及实际中锥形陨石的形状彻底匹配。”
在张骏看来,这项研讨不只协助他们理解了锥体陨石形状的构成原因,还将研讨视界从流体力学拓宽到了天体物理学。“这项为期一年的试验,有机地衔接了咱们早前的一项水蚀研讨,以及今后要进行的地球地幔和地核的动力学研讨。”
新民晚报记者 郜阳