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小行星距离地球仅4万公里,这次真的危险了?

来源:科普中国
发布时间:2021-03-17
浏览次数:47

  2029年,一颗小行星将飞到距离地球4万公里以内。|Detlev van Ravensway/SPL

  作者|叶洪涛 紫金山天文台

  据《自然》杂志3月11日报道,3月6日一颗名叫Apophis、尺寸为340米的小行星掠过地球,这次算是安全通过,并没有对地球产生威胁。不过根据测算,这块大石头将于2029年再次途径我们的星球,不同寻常的是它会以小于4万公里的近距离擦身而过。

  要知道这个距离已经相当于一些远地轨道卫星的飞行高度,这将会使天文学家第一次有机会目睹如此巨大的小行星以如此近的距离从我们身边飞过。——当然需要说明的是,这里所说的“巨大”是相对于它与地球的近距离,毕竟更大的小行星多的很。

  于是人们不禁要问,这么近的遭遇战会给我们造成什么危害么?

  太阳系中游荡着小行星

  先简单介绍一下背景。太阳系中不仅有八大行星,还有数不清的小行星,它们通常是大行星形成后留下的边角料,主要分布于火星和木星之间的主小行星带上,目前已被编号的达12万多个,实际数量还要远大于这个数字。

  在太阳系中较大天体的引力作用下,一些小的星体会在空间中“游荡”,呈现出不那么规则的轨迹,时不时飞向地球,比如,划过天际的流星就是通常的表现形式。它们确实会对地球和地球上的生命造成一定威胁。

  往远了说,恐龙灭绝的原因就普遍被归结为,6500万年前一颗直径约10公里的小行星撞击尤坦卡半岛,导致地球生态环境出现重大改变。比较近的有1908年西伯利亚通古斯大爆炸,据推测是一颗直径达百米级的小行星击中地球,空爆能量相当于广岛原子弹的上千倍。更近的还有2013年的车里雅宾斯克事件,一颗直径20米左右的大石头落在俄罗斯;2018年底,一颗直径约10米的大石块在白令海上空爆炸。

 

  恐龙灭绝被认为是由6500万年前的一次小行星撞击地球所导致。|BBC

  小行星撞地球如何拦截?

  小行星的入侵,是我们不能轻视的危险。从1998年开始,美国NASA启动近地天体观测计划,要求确认90%以上直径大于1公里的近地天体,也就是卡特琳娜巡天计划,目前已经探测到超过2.5万颗小行星。

  不过跟踪监测只是第一步,万一确实有较大天体即将撞向地球怎么办呢?还是要有现实可行的手段去避免危险发生。

  研究行星防御的科学家认为,想要应对小行星撞击威胁,提前拦截是当前唯一的出路。

  其中通过撞击去偏转小行星运动走向,是目前最可行、花费时间和技术最少的方案。其思路在于,通过撞击改变小行星的轨道,让其差之毫厘谬以千里,迫使小行星离开撞地轨道。

  NASA已计划在今年启动双小行星重定向(偏转)测试任务,简称DART任务,首次实际演示行星防御技术。目标小行星暂定为Didymos双小行星系统,该系统中有两颗小行星相互围绕旋转。他们计划发射一个撞击器,对其中块头较小的小行星进行撞击,并观察撞击后的轨道改变情况。这次试验如果完成,一定能积累下有意义的经验,为将来不期而遇的遭遇战做好应对准备。

 

  小行星偏转方案中对双小行星进行撞击,右下角为撞击器。|ESA

  除了偏转小行星轨道方案外,还有就是像科幻电影里描绘的,在小行星上安置核弹将其直接炸毁。将块头较大的小行星直接炸掉,形成多个小直径天体,然后再利用碰撞技术将其推离轨道。这是小行星太大太重,难以进行足够大力的撞击,万不得已才会采用的方案。毕竟在距离地球较近的区域引爆核弹,难保不会对地球造成次生危害。

  此外还有引力拖拽方法,让一艘足够大的飞船靠近来袭小行星,飞船能够用自身的引力拖拽,改变小行星的轨道;离子束轰击法,向小行星派遣飞船,而后让飞船发射等离子束,将小行星推出原有轨道;甚至还可以喷漆,让小行星两面受热不均而偏转轨道。这些都是已经进入构思阶段,有待进一步实施试验的想法。

  小行星撞地球,不能轻视,也无需恐慌

  在过去45亿年中,地球遭遇的小行星撞击事件数不胜数。撞击危险客观存在,但其实也不必过于揪心。因为一般认为,1公里直径的小行星撞击地球概率是数十万年一次,10公里级小行星在数千万至上亿年不等。所以出现灾难、尤其是大灾难几率并不高。

  不过既然有风险存在也就不能掉以轻心。比如2019年7月,掠过地球的2019 OK小行星,直径57~130米,从被发现到抵达近地点,中间只相隔3个小时,距地仅7.3万公里,实在让人捏把汗。

  即便2020年疫情使得许多研究计划中断,天文学家仍然发现了2958颗之前未知的近地小行星。其中至少有107颗小行星飞掠过地球的距离比月球还近。这让我们更加认识到,太阳系中其实时刻上演着台球大战,有大量小行星在地球附近的空间环绕。

  

  太阳系中分布于火星和木星之间的小行星带中,有数十万颗小行星,它们不断游荡,时刻上演着台球大战。|NASA/JPL-Caltech

  虽然Apophis此次飞临地球我们普通人毫无察觉,科学家们却抓住机会测试全球行星防御系统,追踪小行星划过夜空的轨迹,迅速评估其撞击地球的几率,就像是对小行星进行一场消防演习。而它下次将飞临到距离地球4万公里以内,固然可能对人类构成风险,却也提供了更近距离观察研究小行星的机会。

  前不久,日本科学家辛苦地发射飞船到达一颗小行星,采样后返回,在澳大利亚的荒野上成功降落。相比而言,4万公里距离上的小行星Apophis简直是送上门的礼物!

  我们可以翘首以待,看到时候会不会有哪国科学家抓住这个难得机遇,发射探测器登陆,甚至脑洞再开大点,直接将其捕获并顺利运回地面——毕竟它也只是一块300多米大的石头而已。无论如何,这必定是相当激动人心的事情!

  参考链接:

  https://www.nature.com/articles/d41586-021-00641-8

知识点问答
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3月6日一颗名叫Apophis、尺寸为()米的小行星掠过地球。
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