宇宙中只有微薄的空氣,近似看成是真空狀態,氧氣更是稀少。太空中氧氣濃度低,溫度也低,為什麼我們就能觀測到隕石燃燒呢?
我們都知道,如果炒菜時油鍋起火,我們會迅速將鍋蓋蓋上滅火。這是由於隔絕了氧氣進入鍋內,燃燒無法繼續,火勢自然就減小,逐漸消失了。很多人就有個疑問,難道沒有了氧氣,任何東西就真的無法燃燒了嗎?
氧氣不是燃燒的必需品。在化學實驗室裡,金屬鈉就可以在氯氣中燃燒,發出黃色火焰,還伴有白煙,生成氯化鈉(食鹽的主要成分),整個過程中都沒有氧氣的參與。
金屬鎂也可以在氯氣中燃燒,發出耀眼的白光,還有鐵也可以在氯氣中劇烈燃燒,產生棕褐色的煙。通常把強烈放熱並伴隨有光輻射的快速化學反應過程都稱為燃燒。所以說沒有氧氣依然可以燃燒。
飛向太空的火箭也靠燃料燃燒提供動力,火箭的燃料主要是肼、甲基肼和偏二甲基肼。火箭內部裝有氧化劑「四氧化二氮」, 即使在沒有氧氣的情況下,燃料也可以正常燃燒。由此可見,燃燒可以沒有氧氣,只需要三個條件,可燃的物質、溫度達到燃點、氧化劑(例如氧氣)。
隕石就是太陽系中的小行星,大部分來自於火星和木星之間的小行星帶。它們在軌道上運行時可能會相碰,碰撞後部分行星改變軌跡奔向地球。由於太空中缺少空氣,沒有阻力,隕石很難燃燒。
我們看到的隕石燃燒,要等隕石進入大氣層後才會發生。也不是所有的隕石進入大氣層後都會燃燒,需要根據隕石的分類判別。
如果是石隕石,其主要成分是矽酸鹽(比如橄欖石),那麼是不會燃燒的。就像水泥主要成分是矽酸鈉,我們從沒見過水泥燃燒一樣;如果是鐵隕石,那麼它的主要成分就是鐵和鎳,鐵這種金屬是可燃的,鐵隕石自然就會燃燒了。
鐵隕石在大氣層中高速運行,和空氣中不論哪種氣體摩擦都會產生大量的熱量,這時配合氧氣就可以燃燒。如果隕石體積很小,那麼在其掉落到地面之前就可以完全燃燒,不會造成什麼影響。如果隕石體積太大,就會砸出很多隕石坑,就像月球表面一樣坑坑窪窪。
而石隕石則不同,即使有氧氣也不會燃燒。不過,由於高速運行的石隕石周圍空氣溫度可達數千度,甚至上萬度。高溫使得隕石上的固體被熔化成液體或者升華,液體蒸發變成氣體。所以我們也會看到石隕石在空中燃燒的景象。
隕石燃燒屬於化學變化,但是部分隕石的升華、液體蒸發都是隕石上物質狀態的改變,屬於物理變化。太陽也是如此,很多人說太陽在燃燒是不嚴謹的,太陽能發光放熱也是屬於物理反應。
構成太陽的主要物質是71%的氫和26%的氦。太陽中心溫度高達1500萬度,其能量都是來自於核聚變,不斷向外釋放和輻射。即使太陽看起來像個不斷燃燒的火球,但太陽並沒有消耗氧氣。
值得一提的是,每天降落到地球的隕石就有很多,不過其中大部分體積小、質量輕。地球的最外部有著1000公裡以上厚的大氣層。大氣層的存在保證了地球的溫暖舒適,也為地球抵擋了大量隕石的襲擊。
由於小隕石很難落到地面,到訪地球的小隕石在大氣層中迅速燃燒後消失,自然也就不會引起人們的注意。