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400多年来最近的一次"擦肩"一颗小行星近距离飞掠地球

来源:咸宁新闻网 时间:2017-04-21 09:55

  

 

  

 

  

  19日,一颗不算小的小行星掠过地球,距地球仅约175.6万千米,这会是过去400年内、也是未来500年最接近地球的一次。专家介绍,它也是2004年至今距地球最近的一颗“潜在威胁小行星”。那么,浩渺太空中还有多少这样的“潜在威胁”?科学家们如何追踪它们?又将如何应对可能的威胁?

  “潜在威胁小行星”,有多危险?

  近地小行星又一次走入人们视线:将于4月19日掠过地球的这颗小行星编号为2014JO25,直径可能为650米。这是该行星过去400年、未来500年中最接近地球的一次。这两天晚上人们借助小型光学望远镜就可以观测到这个“天外来客”,而若错过,就要再等500年。

  专家介绍,这也是最近13年中距地球最近的一颗“潜在威胁小行星”(PHA)。2014JO25于2014年被人类首次观测到,随后被列入“潜在威胁小行星”名单中。这意味着,一旦它和地球发生撞击,是可能“对人类居住地造成史无前例的区域性破坏”的。

  截至2017年3月,人类已观测到1786颗PHA。这一数字近几年增长很快,在2008年10月初,NASA的PHA名单上还只有982颗。

  据统计,平均每天有50吨到150吨的微小陨石接近地球,绝大多数都在大气层中燃烧掉,成为流星。少数“幸运”的,成为陨石,也不会对人类造成多大伤害,反而为天文爱好者津津乐道。而“潜在威胁小行星”,一般指直径不小于100米至150米,与地球交会时最小距离小于0.05个天文单位(约750万千米)的小行星。

  目前人们越来越意识到小行星的重要性,特别是近地小行星对人类可能的威胁,已经用遍布全球的望远镜建立了巡天观测系统。我国紫金山天文台有专门的小行星课题组,是全球贡献小行星数据最多的站点之一;北京天文台施密特CCD小行星项目曾发现了2700余颗小行星,其中有5颗近地小行星。深空探测方面,2012年,“嫦娥二号”在最近距离仅3.2千米的状态下,成功飞掠一颗“潜在威胁小行星”——“图塔蒂斯”。

  令人欣慰的是,“在可预见的未来,包括2014JO25,PHA列表内的小行星基本没有与地球发生撞击的可能。”北京天文馆馆长朱进说。

  跟踪观测需要全球接力

  加州理工学院博士后研究员叶泉志介绍说,目前小行星的后续跟踪观测是一大问题。因为这需要全球接力观测,不然小行星可能会丢失。据悉,目前几乎所有的近地小行星发现和监视计划都由NASA资助,并发现了已知近地小行星中的98%。

  值得一提的是,现在天文爱好者是后续跟踪观测的主力军。例如国内由业余天文爱好者建立的新疆星明天文台,是国际小行星监测网的成员,多次协助进行小行星追踪观测,就是一个杰出的代表。据悉,叶泉志在成为专业研究人员之前,也曾以天文爱好者身份参与小行星发现工作。其在高中时,即参与NASA的NEAT(近地天体追踪)项目,成为国内首个NEAT小行星发现者;之后其与中国台湾地区的天文学家在2006年至2008年执行的“鹿林巡天”项目,发现了1颗近地小行星。

  叶泉志介绍,他目前在加州理工学院主导的“兹维基巡天”中负责小行星的搜寻、观测和研究,其中一个项目是使用图像处理和机器学习来识别非常近距离掠过地球的小行星。另一个项目是寻找从太阳方向飞来的小行星——地球上的望远镜无法向太阳方向观测。

  北京天文馆馆长朱进表示,在对小行星的观测和发现上,早期天文爱好者的贡献非常大,不过随着现在大型巡天项目的应用,对普通爱好者来说,新发现小行星其实是越来越难了。

  未知风险:对百米级小行星了解不足10%

  衡量近地天体撞击地球危险的指标有都灵指数和巴勒莫危险指数。以较简单的都灵指数为例,其使用0到10这10个整数数字代表危险程度,“0”代表其撞击地球的机会微乎其微可以视作为零,又或是在撞击地球前会在大气层摩擦燃烧殆尽;而“10”则代表该物体撞击地球的机会十分大,并足以造成全球性大灾难。

  至今,只有小行星99942在2004年的都灵指数达到“4”,意为“需要天文学家注意,现行计算显示会有1%或以上的可能性造成区域性的冲撞损毁,在绝大多数情况下,进一步的望远镜观测会将危险指数再评为零级”。不过很快进一步的观测证实其威胁不存在,等级回到“0”级。

  美国空间科学研究所天文家阿兰·哈里斯曾经估算了近地小行星的数量,他研究认为,直径大于1000米的近地小行星可能有970颗到1100颗,截至2014年8月,有90%已经被发现,但随着小行星尺寸降低,其数量也大幅增加,未被发现的也更多。

  叶泉志告诉记者:“直径超过1000米的小行星一旦撞击地球,会造成全球范围的毁灭性灾难。但是100米级别的小行星也可以对人类文明造成毁灭性打击,而我们目前对百米级小行星的了解还不到10%。”

  2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克遭流星袭击,致千余人受伤。分析其轨迹,科学家认为,其可能是一颗阿波罗型小行星(平均轨道半径接近一个天文单位,而远日点大于地球的近日点,它们经常位于地球轨道内),但由于其来自太阳方向,其在进入大气层之前并未被人类观测到。NASA估算,在进入地球大气层之前,这颗小行星尺寸为17米,其质量为1万吨,爆炸释放能量约等于50万吨TNT炸药爆炸。此外,在2004年3月18日,直径大约30米的小行星2004FH,从地球上方大约4.3万千米处飞过,天文学家在其飞掠地球前3天才捕捉到其身影。

  应对撞击:基本停留在通报及灾后援助

  阿兰·哈里斯根据现有近地小行星发现数量及预估情况,建立模型计算了小行星大小与碰撞风险的关系。他认为,直径50米级的撞击,发生间隔时间为2000年一遇;140米级的,3万年一遇;300米级的,10万年一遇;10千米级的,一亿年一遇。

  1967年,麻省理工学院桑多夫教授在课堂上提出了一个设计:假设小行星“伊卡洛斯”将于18个月后撞击地球,要如何防止灾难发生?

  最终,学生们设计了使用当时正在研制中的推力最强的土星5号火箭运载1亿吨当量核弹,使小行星偏离轨道或者炸开。当然这只是纸上谈兵,在2010年,美国科学院曾有报告认为,用核爆炸阻止小行星撞向地球,具体办法可能还需要几十年研究。

  除此之外,科学家还设想过用长期作用力来缓慢改变小行星轨道,包括太空拖船、引力拖车、用挖掘机使小行星抛出质量、用强激光照射改变小行星表面蒸发量、用表面喷漆等手段改变光压力等。

  另外,还有用航天器动能撞击的方法改变小行星轨道等等。

  叶泉志表示,对小行星的在轨打击、摧毁的任务基本停留在概念和拍好莱坞大片的阶段。他指出,若发现有小行星冲着地球而来,NASA有通报机制,但基本停留在通报以及灾后援助的层面上。

  朱进也说,科学家们是有过一些概念性设想,但其实离实际的应用还差很远。“也是因为目前还没有发现有实际威胁的小行星。”朱进介绍,首次准确预报小行星撞击地球是在2008年10月6日,天文学家发现小行星2008TC3将在19小时后撞击地球,并发出预报。结果这颗小行星如预期撞击无人居住的苏丹努比亚沙漠。不过这颗小行星尺寸不大,直径仅4米左右,现在其一部分残骸在北京天文馆展出。

  值得注意的是,当一颗小行星接近行星或卫星时,它将受到引力摄动,从而可能变更轨道,从先前不具威胁的小行星变为潜在威胁小行星。特别是近地小行星,其接近水星、金星、地球和火星的机会很多,因而即使是那些轨道确定的小行星,仍存在一定风险。   (本报综合)

编辑:zhusijia

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