一顆小行星與地球擦肩而過，我們幾乎毫不知情

小產(chǎn)權資訊 · 發(fā)表于 2019-8-4 02:24:39

火山、海嘯、氣候變化……地球生物被“洗牌”的姿勢可謂層出不窮。而其中最令人“猝不及防”的，當數(shù)天外來客——隕石的來訪。

隕石接近地球的想象圖：Erik Simonsen via Photographer's Choice/Getty Images Plus

就在上周（2019年7月25日），一顆57~130米尺寸的小行星以相對地球24.5 千米 / 秒的速度和我們“擦肩而過”，距離地球僅7.3萬千米（約為地月平均距離的五分之一）[1]。

如果這個家伙真的與地球“親密接觸”，造成的破壞無疑是災難性的。

與地球“擦肩而過”的2019 OK（好在有驚無險），watchers.news

而值得一提的是，與那些長期被記錄在案和時刻受到“監(jiān)視”的小行星不同，這顆名為2019 OK的天體，是在飛臨地球的前一天才被人們發(fā)現(xiàn)的，這著實令天文學家們捏了一把汗。澳大利亞的天文學家邁克爾·布朗（Michael Brown）評論道：“它就像是憑空冒出來的一樣”[2]。

一、從美麗塵埃到恐怖災難定制

其實，自從地球形成開始，這些天外來客們就頻繁“拜訪”地球。早期的隕石撞擊，對地球的“成長”起到了積極的作用——比如說促進早期地殼形成[3]。

但后來，地球上演化出了千姿百態(tài)的生命，天體撞擊就成了影響生物生存的威脅。而同為地表生物的我們，也因此格外關注此問題，尤其是那些破壞力強大的大型隕石和小行星。

那么，什么樣的天體碰撞可能會對我們造成傷害呢？這由它們的“體型”說了算。

如果掉下來的物質很小，如進入大氣層后減速的灰塵顆粒，幾乎不經(jīng)歷加熱過程。這些細小的灰塵顆粒經(jīng)常會被平流層的飛機捕捉到。

當?shù)粝聛淼奈镔|稍微大那么一點，進入大氣層后就可能形成美麗的流星，個別情況下還能形成壯觀的流星雨。在墜落過程中，大部分的能量轉化成了美麗的等離子尾巴。這種級別的天體不會對我們造成巨大傷害，大家可以放心許愿。

一旦掉下來的物質大小達到米級，它們就不再是進行許愿的對象了。大尺寸隕石的降落往往產(chǎn)生具有破壞力的沖擊波。它們的到來經(jīng)常伴隨著巨大的聲響和刺眼的強光。

尺寸達到幾十米的隕石，在降落過程中只有少量能量轉化成了等離子體和輻射，大部分能量還是會轉化成聲音和沖擊波。一但它降落在人類聚集區(qū)，就會造成嚴重的生命財產(chǎn)損失。比如2013年2月，一顆直徑僅20米左右的隕石從天而降，擊中了俄羅斯車里雅賓斯克（Chelyabinsk），造成了廣泛的地面破壞和大約1500人受傷 [4]。

如果隕石達到了100~500米大小，就會在地球上砸出巨大的隕石坑，釋放出大量的濺出物，場面足以遮天蔽日。

巨型隕石可能會對地球生物造成威脅，Science

如果撞擊地球的天體達到了10千米左右，產(chǎn)生的大量噴出物會圍繞在地球周圍并長期影響地球氣候。白堊紀-古近紀之交的生物大滅絕事件就和這種規(guī)模的天體撞擊有關 [5]。

二、天體防御：剛起步的人類事業(yè)

巨大的天體撞擊地球會帶來不可估量的災難，想要解決這個關系全人類生存的大問題也不容易。

例如，我們具體要開展什么樣的科學技術工作，分別對什么樣的天體進行防御？如果需要開展類似的研究，可能會面臨大量的經(jīng)費和心血付出。這些潛在的測試和防御系統(tǒng)該由誰來建立和負責？為了進行天體防御，國家之間又該進行怎樣的合作？[6]

1994年7月17日4時15分，一顆名為蘇梅克-列維九號的彗星碎片與木星相撞[7]。這一直觀撞擊事件引發(fā)了人們對天體撞擊的防御意識，科學家們開始積極主動的展開了防御性觀測。研究的主要對象是近地天體（Near Earth Object, NEOs），即近日點距離小于1.3個天文單位（一天文單位長度為149597870700米）的天體總稱。

然而觀測和監(jiān)控近地天體并不是一項容易的任務。觀測內容主要集中在它們的位置、體積大小、軌道和其他性質上。來自美國加利福尼亞州帕薩迪納噴氣推進實驗室、近地天體廣角紅外線探測望遠鏡（NEOWISE）的首席研究員艾米·美因茨（Amy Mainzer）和她的同事們，專注于利用空間紅外相機技術來幫助尋找近地天體。但是在茫茫太空大背景下，近地天體顯得又小又遠，對不同尺寸的近地天體進行測繪，就像是在黑色的夜空中尋找煤塊或打印機墨粉一樣[8]。

對不同大小隕石的防御策略有很大不同。小型隕石很難被發(fā)現(xiàn)和預測，但是它們不會對地球造成巨大傷害。而那些大尺寸、能夠造成巨大破壞的隕石，雖然很容易檢測到，但如果真的朝地球飛過來，我們能做的非常有限。

近地物體相機（NEOCam）執(zhí)行近地天體拍攝任務的模擬圖，NASA

首先，我們必須保證在近地天體距離地球較遠的時候就發(fā)現(xiàn)它們，這樣才能最大限度地保證反應時間。其次，稍小一點的也許可以將其破碎，但是太大的天體，只能寄希望于在物理上“推動”近地天體遠離地球撞擊軌道。而計算這種推力所需的能量，則要進一步了解近地天體的大小、質量、內部組成和運動方式等其他特性。

一顆已經(jīng)被觀測到的近地小行星，NASA

在2019年行星防御會議上，科學家們就針對隕石威脅的問題展開了討論和“模擬演習”。在其中一項演習中，一顆140~260米級別的小行星正在以19千米/秒的速度飛向地球，一旦發(fā)生碰撞將釋放出100兆噸~800兆噸TNT當量的能量（相當于7000~450000顆廣島原子彈）?？茖W家擬定的策略，是聯(lián)合NASA和其他國際合作單位，在它給地球造成嚴重破壞之前，使用多個撞擊器將其推離撞擊軌道[9]。

不過對于此類計劃，也有很多質疑的聲音。地球已經(jīng)幾千萬年都沒有經(jīng)歷大的天體撞擊事件了，如此興師動眾是否有必要？對此，近地天體研究中心主任，保羅·喬達斯(Paul Chodas)表達了他的觀點：“我們需要不斷挑戰(zhàn)自我，提出尖銳的難題。如果不對最壞的情況進行研究，那就什么都學不到?！?br />
顯然，宇宙天體防御事件難度巨大，現(xiàn)階段的觀測和模擬仍是這項偉大人類事業(yè)的初步工作。對于隕石的防御問題，人類仍有很長的路要走，好在世界各國正在為應對困難而積極合作，盡最大努力把“飛來橫禍”的災難降到最低。

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