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監制:中國科學院計較機收集信息中間
1997年7月18日,舒梅克佳耦在澳年夜利亞考查撞擊坑的路上遭遇車禍,尤金不治身亡(1928年4月28日-1997年7月18日)。
90年前,尤金·舒梅克(Eugene Shoemaker)降生于美國加州洛杉磯。
他是一名偉年夜的天文學家,是行星科學這門新興學科的開拓者和奠定人之一。
同時,他也是獨一一個安葬在地球以外天體上的人類。
然而,這個將來天文學家的青少年時代,卻和天文沒有一點兒關系。
他本是一個為地質而生的人。

根正苗紅的地質學家
從小學起頭,尤金就對石頭發生了稠密的樂趣,并且不止于樂趣。小學四年級他就起頭加入黌舍和博物館的地質培訓,還提前進修了高中的地質相關課程。他對收集礦石很是沉迷,高一暑假還去當了寶石匠匠的學徒……
這種走火入魔的架勢讓作為教育工作者的爹媽很是憂慮:這孩子莫不是連年夜學都不想上了,去當個職業寶石匠匠吧!
并沒有。
尤金不僅想上年夜學,并且仍是個有抱負有追求的學霸:非加州理工不去。
1944年,16歲的尤金如愿入讀加州理工年夜學,從此,他開啟了開掛的人生:他用人家一個本科的時候把本碩學位都搞心猿意馬了,19歲年夜學結業,20歲碩士結業。他碩士的研究偏向是新墨西哥海說神聊部的前寒武紀變質巖。
如許的青年才俊,剛一結業就毫無懸念地進入了美國地質調查局(USGS),這是美國做地質考查和繪制各類地圖的機構。當然,彼時剛20歲的尤金不會想到,此后終其平生他城市和這個機構有著割舍不竭的羈絆。
只不外,這么根正苗紅的地質學布景身世,尤金本應該在地質學,或者更精確地說,在巖石學的路上發足疾走,怎么奔著奔著就當作天文學家了呢?
這件事乍看起來挺不成思議的,但細細想來,其實一步步又是那么天然而然。這一切還得從尤金的第一份工作說起。
從研究石頭到研究隕石坑
1948年,美國地質調查局(USGS)分派給尤金的第一份工作,是讓他去搜尋科羅拉多州和猶他州的鈾礦。鈾是一種放射性元素,也是列國制造核兵器的主要材料。
找鈾的工作延續了好幾年,其間尤金還起頭在普林斯頓攻讀博士學位,籌算繼續研究變質巖石學老本行,然而這個打算沒能實現…因為那時人們發現被侵蝕的火山口四周經常有含鈾沉積物富集。
于是,他的店主年夜手一揮:你去研究一下火山過程吧。于是尤金只好收拾行囊,跑去了位于亞利桑那州海說神聊部的一個叫做Hopi Buttes的火山地帶,在這里,他相逢了他的宿命之地——巴林杰隕石坑(Barringer Crater,也叫Meteor Crater)。
不外那時這個處所還不叫隕石坑,因為年夜大都人都不相信這是隕石撞擊形當作的,究竟結果憑夢想象地球曾經被天外來客撞出那么年夜一個坑,這種說法一時挺難接管的,而把這些凹陷當做火山噴發的遺跡就輕易接管多了。
然而,學霸尤金對這個發源有爭議的碗狀凹地發生了龐大的樂趣,他操縱本身扎實的地質學和巖石學經驗,以及超卓的繪畫功底,對巴林杰隕石坑一帶的地質環境和地層布局進行了具體的考查。
考查巴林杰隕石坑底部的尤金童鞋。來歷:USGS
先感觸感染一下他在1956-1958年間繪制的地質圖:
巴林杰隕石坑周邊的地質環境。來歷:USGS陳述
跟著暗斗期間的需求從鈾轉移到另一種核反映元素钚,USGS又年夜手一揮,轉而讓尤金去研究內華達州的核爆破坑,而這份新工作給了他絕好的契機來將巴林杰隕石坑和和爆破坑進行對比。
他在前人工作的根本長進一步確認了巴林杰隕石坑和核爆發生的坑確實很是相似,也就是說,如許的碗狀凹陷更像是猛烈的沖擊感化由外而內引起的,而非火山噴發。
這是尤金童鞋繪制的巴林杰隕石坑剖面布局圖,中心的豎線是鉆孔采樣的處所。來歷:USGS陳述
這是尤金童鞋繪制的核爆發生的坑。來歷:USGS陳述
在切身考查和幾十年來科學家們對隕石坑發源的各類理論的根本上,尤金在1959年標的目的USGS提交了一份題為《巴林杰隕石坑的撞擊機制》的陳述。

在這份陳述中,尤金認為巴林杰隕石坑并不是火山噴發造當作的,而是“一顆速度高達15千米/秒的隕石撞擊地表形當作的”。
尤金在陳述中認為的巴林杰隕石坑形當作過程。來歷:USGS陳述
固然從此刻看來,這個撞擊機制另有不足之處,但在那時倒是開拓性的。
幾乎在同時,尤金和別的兩名地質學家在巴林杰隕石坑的巖石中初次發現了自然的柯石英(coesite),這是一種在高壓下才可能形當作的二氧化硅形態,所以不太可能呈現在火山口,這一當作果頒發于1960年的《科學》雜志,尤金是第二作者。這一發現當作為了證實巴林杰隕石坑更可能是隕石撞擊形當作的主要證據之一。
不外,這里我們要強調的是,以現代地質學的角度來看,無論是從形態、地質特征,仍是柯石英的發現,這些依然是鑒定地球隕石坑的主要參考,還有其他一些主要證據,那時尚未被提出。
總之,尤金以巴林杰隕石坑的地質研究為課題完當作了博士論文,于1960年獲得了普林斯頓年夜學的博士學位。
從地球地質到月球地質
從少年時代起,尤金就對月球布滿了憧憬。當20多歲的尤金在巴林杰隕石坑考查的無數個夜晚,他不止一次看著頭上的月亮,想著月球上密密麻麻的凹陷可能和地球上的隕石坑一樣,也是撞擊形當作的。
后來我們都知道了,那些確實也都是隕石坑。
隕石坑密布的月球概況。來歷:NASA
那時辰的尤金就堅信,月球概況和地球概況有良多相似之處,期待地質學家去摸索。是以,摸索月球毫不僅僅是宇航員和天文學家的工作,地質學家才能更好地揭開這個天體概況的奧秘。他但愿有一天能當作為宇航員,當作為親自踏上月球的地盤,親安閑月球長進行地質考查的人。
他并不僅僅是想想,1956-1972年,尤金為本身的月球夢做了四件事:
第一件,他開創性地用地質學理論和方式來研究月球上的地層布局。經由過程千里鏡拍攝的月球概況照片,他闡發了月球哥白尼撞擊坑的地層形當作時候,繪制了具體的地質地圖,并以此重建了月球概況的地質汗青。而在這之前,人們都是經由過程物理或者天文的方式來研究月球汗青的。可以說,這是地質學融入天文學研究最早的測驗考試之一,從此,地質學家從天文學家手平分走了行星地質學這一片六合。
第二件,他在美國地質調查局(USGS)建立了天文地質學中間(Astrogeology Science Center)并被錄用為首席科學家。自此,USGS不再僅僅局限于地球,而是囊括了整個太陽系所有固態天體的地質學研究和地圖繪制工作。至今,USGS仍是行星地質學范疇最主要最活躍的機構之一。
USGS天文地質學中間官網(https://astrogeology.usgs.gov/)
第三件,他深度介入了美國航空航天局(NASA)早期的兩年夜探月項目:游馬隊號系列使命(Ranger)和測量者號(Surveyor)系列使命。那是人類對月球概況的細節幾乎全無所聞的年月,為了拍攝到月球概況的高清照片,游馬隊7-9號選擇經由過程撞擊月球概況來“盡可能地接近月球”。
這些高清照片年夜年夜晉升了人類對月球概況狀況的熟悉,在此根本上,測量者1號無人探測器實現了美國在月球概況的第一次軟著陸(固然比蘇聯晚了4個月)。
(左)游馬隊7號傳回的第一張月球概況高清照片;(右)測量者1號著陸器拍攝的月球概況。來歷:NASA
第四件,他深度介入NASA的阿波羅登月打算,并負責培訓阿波羅打算的宇航員。原本尤金本身也是有機遇登上月球的,然而這個胡想在1963年被打破了:尤金被診斷出患上了阿狄森氏癥,這種病會影響患者的活動機能。

培訓時代穿戴宇航服的尤金。來歷:USGS
固然不克不及切身踏上月球的地盤,但尤金“讓地質學家探測月球”的愿望并沒有遏制。這個登月夢最終由另一位地質學家哈里森·施密特代為實現了。事實上,哈里森·施密特也是登上月球的12名宇航員中獨一一名科學家。
1972年,哈里森·施密特和別的兩名宇航員一同,乘阿波羅17號踏上了月球概況,并完當作了包羅月球巖石采樣在內的多項月面嘗試使命。
正在采集月球巖石樣本的哈里森·施密特。來歷:NASA
尤金所做的這一切,讓地質學從此當作為行星探測中不成貧乏的主要學科,也讓NASA和USGS自此成立起了慎密的合作關系。
事實上,尤金對月球的熱忱一向持續到他的職業生活生計晚期,1994年NASA發射的克萊門汀號月球探測器的研究團隊中也有尤金的身影。
從月球到太陽系更遠的處所
1969年,41歲的尤金回到母校加州理工擔任地質學傳授,同時還兼任USGS的職務。
在對地球和月球隕石坑深切研究之后,尤金的好奇心天然而然地轉標的目的了太陽系中那些“隕石坑的闖禍者們”——小行星和彗星。
于是他的方針又一步一步從離地球比來的近地小行星,慢慢拓展到木星和土星的衛星,然后又拓展到彗星。
太陽系各天體的位置關系,沒有按照比例。來歷:維基
最起頭的幾年,他用加州帕洛馬山天文臺的0.46米口徑施密特千里鏡搜尋近地小行星的一個分支——阿波羅族(Apollo)小行星(近地小行星是一類軌道和我們所熟知的小行星帶有交叉的一類小行星)。
小行星帶(位于火星和木星之間)和近地小行星(Apollo、Aten和Amor族)的位置。來歷:維基
不久,觀光者號發射,當1979-1981年間觀光者1號和2號先后飛掠木星和土星系統,傳回了年夜量木土星衛星概況的照片時,尤金又當作為最早深切研究木衛一的火山、木衛三、木衛四以及土星幾個本家兒要衛星概況的隕石坑形態和統計分布的行星地質學家之一。
左:觀光者號拍攝的木衛一上的火山;右:觀光者號拍攝的木衛四概況因為隕石撞擊形當作的龐大多環盆地。NASA
1980年,當尤金起頭搜尋彗星的時辰,他后半生最主要的工作伙伴呈現了,事實上她已經來到尤金身邊多時——那就是尤金的老婆卡羅琳。
尤金與卡羅琳了解于1950年,作為加州理工期間室友的伴郎,尤金熟悉了新郎的妹妹卡羅琳,那年尤金22歲,卡羅琳21歲。
卡羅琳是尺度的“文科妹子”,有汗青、政治和文學的本碩學位。從小她不僅對理科沒有任何樂趣,并且感覺地質這種工具的確不克不及更無聊了……然而,多年后的卡羅琳在回憶這段舊事時暗示:“聽尤金講地質讓我發現本來地質學是一門這么有趣和沖動人心的學科!”
兩人在維持了一年筆友關系之后成婚,婚后生育了兩女一子,卡羅琳當作為家庭本家兒配偶。
然而,當三個孩子陸續長年夜當作人分開家之后,卡羅琳不想再做家庭本家兒配偶了。為了緩解“空巢綜合征”,51歲的卡羅琳起頭進修天文學并和尤金一路搜尋小行星和彗星。
年夜器晚當作的卡羅琳最終當作為了一名偉年夜的職業天文學家,她平生介入發現了32顆彗星,800多顆小行星。
尤金和卡羅琳一向配合工作到尤金歸天。
他們活當作了戀愛最夸姣的樣子:聯袂風雨,死生良知。
而彼時,他們即將配合迎來平生中最閃爍的時刻。
尤金和卡羅琳在帕洛馬山天文臺。來歷:USGS
舒梅克-列文9號彗星!
1993年3月24日,舒梅克佳耦和年夜衛·列文一同在帕洛馬山天文臺不雅測到了木星四周一些奇異的碎片。
隨后的軌道計較顯示,這些碎片都是統一顆彗星被木星龐大的潮汐感化扯破的碎片,這顆彗星以三位發現者的姓氏定名為舒梅克-列文9號彗星。
國際天文學結合會(IAU)公報對這顆彗星發現的公示,卡羅琳是第一發現者。來歷:IAU
計較成果還顯示:這些碎片將在1994年7月16日-24日之間陸續撞標的目的木星!
來歷:Hubblesite
哈勃千里鏡于1994年5月17日拍攝的舒梅克-列文9號彗星的碎片,最年夜的一顆直徑約有2千米。21塊碎片像一串珍珠一樣連當作一線。兩個月后,這些碎片依次撞標的目的木星。
這是人類第一次親眼目睹小天體(小行星和彗星等)撞上年夜天體的樣子,也讓人類從直不雅上相信確實會有隕石撞上行星如許的事發生,而且這種撞擊在整個太陽系天體概況的塑造過程中都起了至關主要的感化。
此次彗木相撞是全宿世界天文快樂喜愛者的一場嘉會,也是無數孩子最早的天文發蒙。
人類被撞擊發生的龐大威力深深震撼:碎片中最年夜的一枚(編號為G,直徑約2千米)在木星概況撞出了一個直徑跨越12000千米的“疤痕”,比地球還要年夜。
彗木撞擊在那時的木星概況留下的“疤痕”(紅色箭頭處)。來歷:NASA
死別:君埋月上塵銷骨,我寄人世雪
1993年,尤金正式退休,但他依然并沒有遏制科學研究和摸索。
1997年頭,海爾·波普彗星回歸,這是是舒梅克佳耦最后一顆配合不雅測的彗星。
同年7月18日,舒梅克佳耦在澳年夜利亞考查撞擊坑的路上遭遇車禍,尤金不治身亡。
卡羅琳在車禍重傷后生還,一向工作到退休。
為了紀念尤金,澳年夜利亞的舒梅克隕石坑、小行星舒梅克星,還有NASA于1996年發射的匯合-舒梅克號探測器都是以尤金的姓氏定名的。
(左)澳年夜利亞舒梅克隕石坑;(右)匯合-舒梅克號和它探測的小行星(愛神星和梅西爾德星)示意圖。維基
但最動聽的紀念仍是1998年1月7日NASA發射的月球探勘者號探測器,這顆探測器攜帶了一些尤金的骨灰來到了月球。
月球探勘者號的本家兒要方針之一,是在月球極區尋找水冰。極區的隕石坑作為自然的樊籬,使得坑內有些處所永遠不克不及被陽光照射到,這些處所被稱為“永遠暗影區”,這些永遠暗影區里很可能就有水冰存在。
是以,當使命將近竣事時,這顆探測器撞在了南極一個直徑50千米的隕石坑內墜毀,目標是想看看會不會不雅察到水冰氣化發生的羽流。
于是,尤金的一部門骨灰就這么永遠安葬在了月球南極,和月球的地盤融為一體。
2001年,這個隕石坑被定名為舒梅克隕石坑,如一塊墓標一樣。
他當作為獨一一個安葬在地球以外天體上的人。
至此,尤金終于實現了少年時的登月夢。
月球南極的舒梅克隕石坑(紅色箭頭)。來歷:維基
而卡羅琳在不雅看了月球探勘者號發射之后暗示:
“我想,尤金絕對不會想到,他的骨灰會被送到月球上。他絕對會欣喜若狂的!”
“今后每當我昂首看月亮,就會想到,尤金就在那邊。”
除了舒梅克的骨灰,這顆探測器還攜帶了舒梅克的平生最夸姣的回憶:巴林杰隕石坑和海爾·波普彗星的照片。還有一段為他的平生聚光的詩句,如斯恰切,仿佛莎翁不是為忖量羅密歐的朱麗葉,而是為紀念他的宿世人而寫。
And, when he shall die
Take him and cut him out in little stars
And he will make the face of heaven so fine
That all the world will be in love with night
And pay no worship to the garish sun.
等他死了今后,
你再把他帶去,分離當作無數的星星,
把天空裝飾得如斯斑斕,
使全宿世界都愛情著黑夜,
不再崇敬炫目標太陽。
——莎士比亞《羅密歐與朱麗葉》朱生豪譯本
參考文獻
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