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流星不是单纯燃烧殆尽,科学家揭太空岩石坠落过程经历七种物理阶段

2026-9-4 寰宇科学

进入地球大气层的太空岩石并非只是一股脑燃烧成火球,科学家分析75场有影像记录的陨石坠落事件后,发现这些太空岩石会经历7个不同物理阶段。

陨石坠落七部曲

当火流星划过天际,我们以为那颗太空石头因高温而蒸发殆尽,就像柴火化为灰烬,然而SETI研究所、NASA科学家分析75场有影片和照片记录的陨石坠落事件,包括2023年2月13日在法国诺曼第上空形成火球的小行星2023CX1,发现陨石实际上先熔化再碎裂,这些过程决定陨石最终残余多少质量、落在哪里。

研究团队将太空岩石坠落分为7大阶段:

第一阶段:太空岩石进入浓密大气层时,前方会形成一道震波撞击空气分子产生高热与光芒,也就是我们看到的流星。

第二阶段:流星因穿越逐渐稠密的空气而持续增加,一些流星疯狂自转,最快每0.5秒就转一圈。

第三阶段:流星亮度暴增变成耀眼的火流星(Fireball),此时岩石表面开始熔化,表面熔岩被高速气流不断剥离,是岩石损失质量的最主要阶段。

第四阶段:在距离地表约60公里处,火流星达到熔化平衡点,亮度趋于稳定,此时熔化过程通常已带走40%原始质 量。

第五阶段:火流星前方承受的空气压力达到临界点,开始碎裂同时大幅减速。如果流星后方维持完整性,会在身后形成低压尾流,像吸尘器一样吸著破裂小碎片,这解释了为何有些陨石坠落区呈狭长分布而非漫无边际散落,因为这些碎片被“吸”在主体后方,沿着同一条路径落下。

第六阶段:当太空岩石后背终于也碎裂,会产生最后一次明亮闪光,并将小碎片喷射出去。

第七阶段:碎片速度慢到不再发光、熔化过程停止,表面留下一层薄薄黑黑的熔壳。此时风力开始发挥作用,将碎片吹离原本轨迹直至落在地面,成为我们所说的陨石。

该研究表明陨石坠落不是简单的燃烧殆尽,而是包含熔化、碎裂与各种空气动力学的复杂物理过程,理清这7个阶段,科学家能更精准预测陨石落点,也能更精确评估可能造成区域性灾难的中型小行星行为模式。

新论文发表在《Meteoritics&PlanetaryScience》期刊。