1994年7月16日,全世界的新聞媒體都不約而同地直播了一次前所未見的天文事件,那就是著名的“彗木相撞”事件。
早在1993年3月,就有3個人預言了這一事件的發生。他們是一個相當奇怪的組合:一位差點登上月球的地質學家、一位曾經痛恨理科的家庭主婦,以及一位靠天文吃飯的英國文學碩士。
我們先從那位地質學家講起,他叫尤金·舒梅克。尤金·舒梅克從小就對各種各樣的礦石有濃厚的興趣,甚至還給一個寶石工匠當過學徒。1944年,16歲的尤金·舒梅克考上了加州理工學院,學習地質學。19歲,他大學畢業;20歲,他獲得了碩士學位。
畢業後,尤金·舒梅克加入了美國地質調查局。地質調查局分配給他的第一個任務,是去科羅拉多州和猶他州搜尋鈾礦。幾年後,地質調查局又派他去研究火山噴發過程,因為鈾礦經常出現在火山口周圍。這項任務讓他跑到了亞利桑那州北部。在那裡,他遇到了一個大坑。
這是一個直徑約為1.2千米、深度達170米的坑。1903年,美國採礦工程師巴林傑買下了它的所有權。巴林傑認為,這個坑是被一個含有大量鐵和鎳的巨大隕石撞出來的,他打算把這些鐵和鎳都挖出來,從而發一筆大財。但他挖了20多年,什麼都沒挖到,他的隕石撞擊理論也淪為人們的笑柄。在長達半個世紀的時間裡,人們普遍認為這個大坑是一次大規模火山噴發的結果。
但尤金·舒梅克不這麼看,他認為這裡的火山活動根本不可能製造出這麼巨大的坑。為了破解其中的奧秘,他跑到內華達州,去研究那裡的一個地下核爆破坑。尤金·舒梅克發現,巴林傑買下的這個大坑與核爆產生的坑極為相似。換句話說,它的成因是外部的劇烈衝擊,而非內部的火山噴發。據此,尤金·舒梅克推斷,這個大坑(現在人們叫它巴林傑隕石坑)的的確確是源於一顆巨大隕石的撞擊。
這個發現讓尤金·舒梅克於1960年獲得了普林斯頓大學的博士學位,同時也開創了一門全新的學科:天文地質學。
需要說明的是,尤金·舒梅克的隕石撞擊理論並沒有得到學術界的普遍認可。很多人認為,隕石撞擊不會產生這麼巨大的破壞力。要說服眾人,舒梅克需要找到隕石撞擊產生巨大破壞的直接證據。為此,他把目光從地球轉向了太空。
尤金·舒梅克首先想到的是月球。他認為,遍佈在月球上的密密麻麻的環形山,有可能也是因隕石撞擊形成的。
美國那時正在開展阿波羅登月計劃。尤金·舒梅克的研究吸引了NASA(美國國家航空航天局)的濃厚興趣。NASA甚至把他列入了阿波羅登月計劃的候選宇航員名單。後來由於身體原因,舒梅克與登月失之交臂。不過,他還是幫助NASA培訓了好幾批阿波羅計劃的宇航員。
1969年,尤金·舒梅克回到母校加州理工學院任教。此時,他的興趣已經轉向那些“隕石坑的肇事者”,即彗星和小行星。利用帕洛馬山天文臺的一臺0.5米的施密特望遠鏡,尤金·舒梅克開始系統地搜尋那些可能會掠過地球的彗星和小行星。最開始,他單槍匹馬。10年之後,他有了一個非常得力的助手,那就是他的妻子卡羅琳·舒梅克。
尤金·舒梅克在加州理工學院讀書的時候,有一個叫理查德·斯佩爾曼的室友。1950年,理查德·斯佩爾曼結婚,邀請尤金·舒梅克做他的伴郎。在那場婚禮上,尤金·舒梅克遇到了新郎的妹妹卡羅琳·斯佩爾曼。
卡羅琳·斯佩爾曼是一個典型的文科生,她從小就特別討厭理科,經常在上這類課的時候睡覺。但在認識了尤金·舒梅克以後,一切都變了。或許是由於愛情的力量,一個經常在理科課堂上打瞌睡的女生,竟然對枯燥的地質學產生了濃厚的興趣。
相識一年半後兩人結婚,卡羅琳·斯佩爾曼改名為卡羅琳·舒梅克。婚後不久,她就成了家庭主婦。51歲的時候,她的3個孩子都離家上大學去了。由於無法忍受獨自一人在家的孤獨感,她決定找一份工作,於是就去了帕洛馬山天文臺,成了丈夫的助手。
卡羅琳·舒梅克有一個好友,叫大衛·利維。他是一個擁有英國文學碩士學位的作家,並且從小就對天文學感興趣,所以卡羅琳·舒梅克就邀請他利用閒暇時間來天文臺搜尋彗星和小行星。
不可思議的是,這兩個半路出家的文科生,竟成了那個年代最好的小行星獵手。卡羅琳·舒梅克一生中發現了30多顆彗星和800多顆小行星,而大衛·利維也發現了20多顆彗星和上百顆小行星。
1993年3月24日,這個三人團隊終於迎來了他們一生中最光輝的時刻。
那天晚上,舒梅克夫婦和大衛·利維像往常一樣,開始用那臺0.5米的施密特望遠鏡搜尋彗星和小行星。這一次,他們在木星周圍發現了21塊奇怪的碎片。研究表明,這些碎片都源於同一顆彗星。在此之前,這3人已經合作發現了8顆彗星。所以這顆新彗星就被命名為舒梅克-利維9號彗星。
為什麼舒梅克-利維9號彗星會支離破碎呢?答案是,它不慎落入了木星的洛希半徑。
潮汐力是一個天體作用在另一個天體近端和遠端的引力差異。正是地球的潮汐力,讓月球發生了潮汐鎖定。
1848年,法國天文學家愛德華·洛希發現,每個大質量的天體都存在一個特定的半徑。如果一個小天體不慎進入這個特定的半徑,大質量天體的潮汐力就會超過小天體自身的引力,從而將這個小天體撕毀。這個特定的半徑,就是所謂的洛希半徑。
洛希半徑的大小取決於兩個因素:大天體的質量和小天體的體積。大天體的質量越大,或小天體的體積越大,洛希半徑都會越大。
舉個例子。月球目前與地球大概相距38萬千米,如果這個距離減小到9500千米,月球就會被地球的潮汐力撕碎。此後,這些月球的碎片還會繼續繞地球旋轉,直至最終撞上地球。
這正是舒梅克-利維9號彗星的命運。由於進入了木星的洛希半徑,它被木星的潮汐力撕成了21塊碎片。這21塊碎片的塊頭介於幾百米到兩千米之間。它們一字排開,就像一列擁有21個車廂的星際列車,繼續繞木星旋轉。研究表明,用不了多久,這列星際列車就會與木星撞在一起。
尤金·舒梅克非常興奮。多年來他一直主張地球和月球上的大坑都是被隕石撞出來的,但由於找不到隕石撞擊天體的直接證據,他的理論一直得不到主流地質學界的認可,現在終於有了親眼看見行星撞擊事件的機會。但舒梅克的對頭們還是紛紛表示不屑。有人甚至宣稱,這21塊碎片,“木星不用打嗝就能全部吞下去”。
1994年7月16日,舒梅克-利維9號星際列車終於到達了它的終點站木星。 隨後發生的事,讓所有天文學家都目瞪口呆。在6天時間裡,21個碎片先後撞上木星,在木星表面留下了一連串巨大的傷疤。其中威力最大的是第七個碎片,即碎片G,在7月18日7時33分撞上了木星,從而在木星表面撞出了一個直徑超過1.2萬千米的傷疤。這個傷疤可以裝下整個地球。據估算,這次撞擊釋放出的能量相當於6萬億噸TNT炸藥,相當於全球核武器儲備總和的600倍。你可以想象一下,這要是撞上地球,後果會有多可怕。
在被地質學界冷落了多年以後,尤金·舒梅克終於獲得了輝煌的勝利。從那以後,再也沒有人懷疑他的隕石撞擊理論了。
現在人們普遍相信,木星扮演了太空吸塵機的角色,擋住了大量可能威脅地球的彗星和小行星,它是真正意義上的地球守護神。
1997年,尤金·舒梅克在澳大利亞遭遇了一場車禍,不治身亡。為了紀念他,NASA於1998年1月7日發射了探勘者號月球探測器,把他的部分骨灰帶到了月球南極的一個隕石坑裡。他的骨灰就這樣與月球的土地融為一體,從而讓他成為世上唯一一個被安葬在月球上的人。
卡羅琳·舒梅克對此感到非常欣慰。她曾說過:“每當我抬頭看月亮時就會想到,尤金就在那裡。”