根據(jù)目前的數(shù)據(jù),未來100年沒有能對地球構(gòu)成重大撞擊的小行星,但凡事總要小心,誰也難保沒有漏網(wǎng)之魚。
6500萬年前,一顆直徑約10公里的小行星撞擊尤坦卡半島,導(dǎo)致統(tǒng)治地球1.6億年的恐龍滅絕。這次撞擊形成了直徑數(shù)百公里的撞擊坑,直到今天其輪廓還可以被遙感衛(wèi)星捕捉到。該事件在地質(zhì)學(xué)上被稱為白堊紀(jì)-第三紀(jì)(K-PG)滅絕事件,當(dāng)時除了恐龍覆滅,全球有約四分之三的物種消失。
前霸主們的不幸遭遇,讓我們談到小行星撞擊時亦心有余悸。一些陰謀論者甚至將2012末日假說與小行星相聯(lián)系,稱尼布魯行星會在2012年撞擊地球,引發(fā)全球恐慌。——當(dāng)然什么都沒有發(fā)生。但我們確實(shí)有必要對小行星進(jìn)行一次梳理。因?yàn)樗鼈儾粌H是威脅人類安全的風(fēng)險因素,也是我們進(jìn)入深空、躋身多行星物種的基礎(chǔ)。所有過往皆有來處,天外來客也一樣。太陽系中不僅有八大行星,還有數(shù)不清的小行星,其中90%都在火星和木星之間的主小行星帶上,距離太陽約3~5億千米,總數(shù)估計超過50萬個。這些小星星,都是大行星形成后留下的邊角料。當(dāng)一顆小行星受到其他天體的引力干擾或碰撞,就有可能脫離大本營飛掠地球,甚至發(fā)生撞擊事件。在過去的45億年中,地球遭遇的小行星撞擊和掠過事件數(shù)不勝數(shù)。一般認(rèn)為,1公里直徑的小行星撞擊地球概率是數(shù)十萬年一次,10公里級小行星在數(shù)千萬至上億年不等。不溯長遠(yuǎn)只說近況。在過去的100多年里,有三次比較嚴(yán)重的小行星襲擊事件:一次是1908年的通古斯爆炸,小行星進(jìn)大氣層時直徑在50至190米;一次是2013年的車?yán)镅刨e斯克事件,一顆直徑20米左右的小行星落在俄羅斯;第三次是2018年底,一顆直徑約10米的小行星在白令海上空爆炸。
而掠地小行星就多到無法枚舉了:不算小個頭,幾乎每個月都有百米級小行星掠過地球,簡直家常便飯。最近一次是2019年9月,兩顆直徑分別260米和650米小行星相繼從500多萬公里外的軌道上掠過。好在這些小行星掠過時,近地距離普遍都在數(shù)十萬公里以上,幾乎不會對地面造成影響。如果你經(jīng)常關(guān)注新聞,可能會產(chǎn)生一種錯覺——近地小行星怎么越來越多了?其實(shí),這只是觀測技術(shù)進(jìn)步了。上個世紀(jì),我們對小行星的認(rèn)識沒有現(xiàn)在深刻,觀測力度也不夠。直到世紀(jì)末,小行星的行蹤才受到關(guān)注。1998年,美國國會令NASA(美國航空航天局)啟動近地天體觀測計劃,要求確認(rèn)90%以上直徑大于1公里的近地天體,也就是卡特琳娜巡天計劃。該計劃啟用3臺望遠(yuǎn)鏡,分別位于亞利桑那州萊蒙山和澳大利亞的賽丁泉天文臺,就算南北半球各有部署了。2008年,為了加強(qiáng)觀測力度,NASA又耗資數(shù)億美元資助泛星計劃(全景巡天望遠(yuǎn)鏡和快速響應(yīng)系統(tǒng)),將 Pan-STARRS 望遠(yuǎn)鏡部署在夏威夷,可覆蓋北半球的天空。2009年,NASA繼續(xù)發(fā)射了WISE廣域紅外巡天探測衛(wèi)星,在500多公里高度的太陽同步軌道,通過紅外波段探測昏暗的小行星。但最先進(jìn)的觀測系統(tǒng)當(dāng)屬正在建設(shè)的小行星撞擊持續(xù)報警系統(tǒng)(簡稱ATLAS),預(yù)計在2020年后完工。該系統(tǒng)將八臺望遠(yuǎn)鏡部署到夏威夷和南非,全天候監(jiān)視夜空,如果發(fā)現(xiàn)撞擊威脅,可提前數(shù)周預(yù)警。相比08年的泛星系統(tǒng),ATLAS用途更垂直,它是專門用來搜索小行星,并且有南半球站,有效彌補(bǔ)了南天觀測力度的不足。當(dāng)然,還有位于智利的大型綜合巡天(LSST)望遠(yuǎn)鏡,擁有8.4米直徑主鏡,3.2千兆像素CCD相機(jī),是世界上目前最強(qiáng)大的數(shù)碼相機(jī),可捕捉整個南半球的天空。該望遠(yuǎn)鏡不僅探測小行星,還會觀測超新星、類星體、伽瑪暴等。這些觀測技術(shù)的進(jìn)步,讓我們對小行星掠地的預(yù)警快了許多,對近地小行星的摸排也有了一定規(guī)模。目前為止,根據(jù)NASA等機(jī)構(gòu)所掌握的數(shù)據(jù),未來100年沒有能對地球構(gòu)成重大撞擊的小行星。但需要指出的是,我們的技術(shù)并不完美,對于一些極為昏暗、軌道怪異的小行星,仍然不能掉以輕心,因?yàn)椴恢螘r就可能出現(xiàn)漏網(wǎng)之魚。比如,2019年7月掠過地球的2019 OK小行星,直徑57~130米,從被發(fā)現(xiàn)到抵達(dá)近地點(diǎn),中間只相隔了3個小時,并且距地僅7.3萬公里,實(shí)在讓人捏把汗。從1908年的通古斯事件到今天,小行星似乎沒有對人類構(gòu)成太大影響,只有那次爆炸被人反復(fù)提及,其后的兩次小行星襲擊仿佛成了過眼云煙。但可以肯定,無論是早前的通古斯,還是其后的車?yán)镅刨e斯克和白令海事件,現(xiàn)場都發(fā)生了恐怖的爆炸。小行星在進(jìn)入地球大氣層后,沒有燒完的主體會在內(nèi)外壓力共同作用下解體,形成空爆,威力極大。據(jù)計算,即便是一塊10米到20米的主體,其爆炸當(dāng)量也相當(dāng)于數(shù)十萬噸TNT,或者說,十多顆廣島原子彈。如果爆炸剛好處于城市上空,后果及其危險。在2013年雅賓斯克事件中,據(jù)目擊者報告,當(dāng)時一道亮光劃過天空,留下一長道白色尾跡,接下來是一聲巨響。“這種光似乎只能在世界末日出現(xiàn)”。他們聽到雷鳴般的爆炸聲,爆炸引發(fā)的沖擊波瞬間到達(dá)地面,許多建筑物的玻璃被震碎,連窗框也被震了下來,一些房屋被震壞,手機(jī)信號變得時斷時續(xù)。那次爆炸共造成1200多人受傷,3000多所房屋受損。而它還只是一塊直徑不到20米的小行星。1908年通古斯事件中的小行星直徑達(dá)百米級,空爆能量相當(dāng)于1000萬噸級TNT當(dāng)量——是廣島原子彈的上千倍。當(dāng)時“整個大地都在顫抖”,方圓2000多平方公里的西伯利亞森林幾乎被夷為平地。如果這些能量在城市上空釋放,后果簡直不堪設(shè)想。1908年的通古斯事件,方圓2150平方公里內(nèi)的8千萬棵樹焚毀倒下(來源:lingyi.org)之后2018年12月的白令海上空小行星空爆事件,令人心悸的則不是破壞力,而是當(dāng)時根本無人發(fā)現(xiàn)。該小行星直徑10米,雖然爆在無人區(qū),沒有造成什么損失,但直到2019年3月才被NASA披露。NASA和日本的衛(wèi)星都觀測到空爆痕跡,當(dāng)時竟渾然不知。從2013車?yán)镅刨e斯克事件到2018白令海事件,短短五年內(nèi)就出現(xiàn)2次小行星在大氣層空爆,這說明,天體進(jìn)入大氣層是很隨機(jī)的,我們或許根本無法全面跟蹤小行星。
雖然今天我們對小行星的觀測已經(jīng)比上個世紀(jì)有很大提升,但還不能覆蓋到全球的所有角落。像車?yán)镅刨e斯克那樣的事件如果再次發(fā)生,沒有提前預(yù)警,要讓我們?nèi)ッ鎸σ活w15至20米直徑小行星的直接撞擊,恐怕完全無能為力。面對這些潛在的危險,NASA等機(jī)構(gòu)也做出了反應(yīng)。目前世界上有兩個行星防御機(jī)構(gòu),一個是NASA行星科學(xué)部下屬的行星防御協(xié)調(diào)辦公室,可調(diào)動NASA的資源對小行星進(jìn)行觀測、分析,并且向美國政府提出建議和措施。另一個機(jī)構(gòu)是歐洲空間局提出的太空態(tài)勢感知計劃,但技術(shù)力量不及NASA。此外美國民間還有一個叫做B612基金會的機(jī)構(gòu),由一些退役、退休的科學(xué)家、宇航員組成,通過民間私人資金對小行星進(jìn)行觀測,并且提出一些意見。根據(jù)這些機(jī)構(gòu)的研究,想要應(yīng)對小行星撞擊威脅,提前攔截是當(dāng)前唯一的出路。NASA已計劃在2021年啟動雙小行星重定向(偏轉(zhuǎn))測試任務(wù),簡稱DART任務(wù),首次實(shí)際演示行星防御技術(shù)。目標(biāo)小行星暫定為Didymos雙小行星系統(tǒng)。該系統(tǒng)中有兩顆小行星相互圍繞旋轉(zhuǎn),較大的一顆直徑為780米,較小的一顆為160米。他們計劃在2021年發(fā)射一個撞擊器,對其中塊頭較小的DidymosB小行星進(jìn)行撞擊。目前設(shè)定撞擊速度為6.6公里每秒,撞擊后將通過多個平臺觀測其軌道改變的情況。小行星偏轉(zhuǎn)方案中對雙小行星進(jìn)行撞擊,右下角為撞擊器(小行星偏轉(zhuǎn)方案中對雙小行星進(jìn)行撞擊,右下角為撞擊器(來源:NASA)
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