揭秘:科學家如何摧毀殺手小行星和彗星
來源:新浪科技
發布時間:2021-12-22
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隕星碰撞地球不是一個(ge) 是否存在的問題,而是一個(ge) 何時存在的問題,最終天文學家將會(hui) 發現某顆沿著地球軌道運行的天體(ti) ,它可能是一顆小行星——巨大的岩石體(ti) ,在太陽係內(nei) 部環繞太陽運行;也可能是一顆彗星,可能含有岩石或者冰,它通常以較慢的橢圓形軌道運行。  隕星碰撞地球不是一個(ge) 是否存在的問題,而是一個(ge) 何時存在的問題,最終天文學家將會(hui) 發現某顆沿著地球軌道運行的天體(ti) ,它可能是一顆小行星——巨大的岩石體(ti) ,在太陽係內(nei) 部環繞太陽運行;也可能是一顆彗星,可能含有岩石或者冰,它通常以較慢的橢圓形軌道運行。

  新浪科技訊 北京時間12月21日消息,據國外媒體(ti) 報道,近期上映的美國影片《不要抬頭》中,兩(liang) 位水平不高的天文學家發現一顆即將碰撞毀滅地球的隕星,他們(men) 的警告卻並未引起民眾(zhong) 的重視……雖然這是一部黑色諷刺的科幻電影,但隕星可能碰撞地球並非是假設,或許是未來即將發生的災難。

  隕星碰撞地球不是一個(ge) 是否存在的問題,而是一個(ge) 何時存在的問題,最終天文學家將會(hui) 發現某顆沿著地球軌道運行的天體(ti) ,它可能是一顆小行星——巨大的岩石體(ti) ,在太陽係內(nei) 部環繞太陽運行;也可能是一顆彗星,可能含有岩石或者冰,它通常以較慢的橢圓形軌道運行。需要明確的是,迄今已探測的小行星或者彗星沒有任何危險,盡管如此,考慮到未知天體(ti) 碰撞地球的可能性,以及可能帶來的毀滅性破壞,我們(men) 做好準備是非常有必要的。

  美國伊利諾伊大學烏(wu) 爾班納-香檳分校天文學家萊斯利·魯尼說:“即使是一顆相對較小的小行星,例如:直徑150米,也能摧毀地球上一座大型城市!”

  美國好萊塢沒有錯過這樣的宇宙碰撞的電影題材,他們(men) 在最新電影《不要抬頭》中講述了一顆即將碰撞地球的“殺手彗星”,與(yu) 劇情內(nei) 容過於(yu) 誇張的科幻電影《世界末日》,以及從(cong) 科學角度更具可信度的科幻電影《深度衝(chong) 擊》相比,此類電影都有大致相近的世界末日劇情假設。

  對於(yu) 美國好萊塢而言,變幻莫測的彗星和小行星對地球構成潛在威脅是不錯的電影劇情腳本,能吸引觀眾(zhong) 的眼球,但天文學家和物理學家非常嚴(yan) 肅地看待此類威脅,目前科學家已規劃了多種策略來處理這樣的危機局麵,一旦發現具有威脅性的小行星,立即啟動應急方案。事實上,2021年11月23日,美國宇航局發射DART任務(雙小行星重定向測試任務),該任務首次發射用於(yu) 撞擊小行星並觀察小行星軌道如何受到影響的航天器。

  2022年秋季,DART航天器(大約一台自動售貨機大小)將到達小行星Didymos 和Dimorphos區域,它們(men) 是一個(ge) 雙小行星係統,位於(yu) 地球和火星軌道之間,它環繞太陽運行,該航天器將以Dimorphos作為(wei) 勘測目標,Dimorphos是體(ti) 積較小的小行星,直徑大約160米。據預測,DART航天器碰撞小行星,會(hui) 輕微改變該小行星的運行軌道,使它在Didymos周圍旋轉得更快一些,整個(ge) 過程由DART航天器附近的一顆人造衛星和陸基望遠鏡密切監測。

  DART任務資深研究員、約翰霍普金斯大學應用物理實驗室行星天文學家安迪·裏夫金稱,如果小行星Dimorphos大小的天體(ti) 碰撞地球,無論它碰撞在地球任何地區,都將帶來一場災難,在可預見的未來,這兩(liang) 顆小行星都不可能碰撞地球,此項太空任務僅(jin) 是一個(ge) 測試,但類似Dimorphos大小的天體(ti) 碰撞地球平均每2萬(wan) 年出現一次,在地球曆史進程中,曾出現體(ti) 積較大天體(ti) 碰撞的相關(guan) 證據,位於(yu) 毛裏塔尼亞(ya) 的Tenoumer隕坑可能是“最近發生”的大型天體(ti) 碰撞事件證據,它被認為(wei) 已有1.3萬(wan) 年曆史。

  較小的天體(ti) 碰撞地球的概率更高,2013年,俄羅斯車裏雅賓斯克上空爆炸的流星直徑大約20米,天文學家認為(wei) ,該等級大小的天體(ti) 平均每100年左右將碰撞地球一次。1908年,一顆直徑48-61米的流星以陡峭的角度進入地球大氣層,引發一次更大規模的爆炸,即通古斯大爆炸,嚴(yan) 重破壞了西伯利亞(ya) 東(dong) 部,碰撞產(chan) 生的衝(chong) 擊波將數百平方公裏的樹木夷為(wei) 平地,其破壞力超過迄今為(wei) 止最大的氫彈測試,該碰撞事件可能造成多人死亡(由於(yu) 時間跨度較長,缺乏當時的準確記錄信息),如果現今一顆類似大小的天體(ti) 碰撞一座大城市,可能會(hui) 造成數百萬(wan) 人死亡。史前時期,也曾發生過更嚴(yan) 重的災難事件,最著名的就是大約6600萬(wan) 年前,一顆直徑大約14.5千米的彗星或者小行星撞擊地球,導致恐龍物種和全球四分之三的植物和動物滅絕消失。

  事實上,地球並不平靜,經常會(hui) 有“天外來客”造訪地球,沙粒大小至葡萄柚大小的隕石不斷地從(cong) 天而降,它們(men) 會(hui) 在大氣層中燃燒,看起來就像我們(men) 熟悉的“流星”。每年都會(hui) 出現多次,還有稍大的一些天體(ti) ,例如像椅子大小,它們(men) 進入大氣層時會(hui) 燃燒,偶爾會(hui) 產(chan) 生碎片墜落在地麵。

  好消息是體(ti) 積稍大一點的天體(ti) ,就越容易被發現,這意味著人類將有更多的時間做準備,但也會(hui) 出現一些特殊情況,車裏雅賓斯克上空爆炸的天體(ti) 體(ti) 積較大,應該能提前被發現,然而它碰巧從(cong) 與(yu) 太陽大致相同的方向接近地球,專(zhuan) 業(ye) 望遠鏡準確探測到太陽方向的目標,所以導致該天體(ti) 進入大氣層時未被發現。

  在可能的地球防禦方案中,裏夫金認為(wei) ,即將測試的DART偏轉法是最有效的,在有充分預先警告時間下,即使該天體(ti) 位於(yu) 地球軌道,通過DART偏轉法對其軌道輕微調整,也能使它完全錯過地球軌道。

  各種替代方案也在討論之中,美國加州大學聖芭芭拉分校物理學家菲利普·盧賓認為(wei) ,依據天體(ti) 的大小、預計入軌時間和其他因素,炸毀該天體(ti) 可能與(yu) 試圖改變其運行路徑一樣有效。如果通過正確的方法,將墜落至地麵的隕星碎片直徑控製在10-15米之間,是不會(hui) 造成居民死亡的,隕星碎片的衝(chong) 擊力或許僅(jin) 能震碎幾扇窗戶……這意味著我們(men) 可能將導致數百萬(wan) 人死亡的災難事件化解為(wei) 一場“煙花秀”。但他強調稱,雖然偏轉天體(ti) 運行軌道的方法沒有問題,但在某些情況下,粉碎瓦解天體(ti) 可能更有效。

  此外,還有“引力牽引器”方法,該技術名稱聽起來似乎很簡單,它涉及到航天器接近潛在碰撞地球的天體(ti) ,航天器通過引力牽引作用,使天體(ti) 運行軌道發生改變。裏夫金被“引力牽引器”的簡單性所吸引,他表示,隻需操控航天器,其裝配的引力裝置會(hui) “拖曳”小行星偏離原有軌道,但這是一個(ge) 緩慢的過程,可能需要“大半個(ge) 世紀”才有充分改變天體(ti) 的軌道。

  與(yu) 此同時,一些研究人員花費大量時間跟蹤近地天體(ti) (NEOs),通常它們(men) 是指太陽係中距離太陽1.93億(yi) 公裏以內(nei) 的任何小型天體(ti) ,相比之下1個(ge) 天文單位,即地球軌道至太陽的平均距離是1.5億(yi) 公裏。他們(men) 在噴氣推進實驗室近地天體(ti) 研究中心等機構工作,該中心隸屬於(yu) 馬薩諸塞州哈佛-史密森天體(ti) 物理中心,他們(men) 特別關(guan) 注潛在危險天體(ti) (PHAs),該術語是指直徑大約140米以上、軌道距離地球804萬(wan) 公裏以內(nei) 的天體(ti) 。噴氣推進實驗室近地天體(ti) 研究中心主管保羅·喬(qiao) 達斯稱,大約有25000個(ge) 潛在危險天體(ti) 存在,其中僅(jin) 有40%被發現,潛在危險天體(ti) 隻有極少數是彗星,大多數是小行星,由於(yu) 較大的天體(ti) 更容易被發現,因此大部分未發現的天體(ti) 可能體(ti) 積很小,同時,這是值得慶幸的事情,或許未來100年內(nei) ,沒有任何大型小行星碰撞地球。

  一些陸基望遠鏡專(zhuan) 門用於(yu) 搜尋這些天體(ti) ,其中包括:位於(yu) 亞(ya) 利桑那州的美國宇航局卡特琳娜巡天觀測中心的三個(ge) 勘測儀(yi) 器,以及夏威夷PanSTARRS望遠鏡,而“近地天體(ti) 勘測任務”的太空望遠鏡正處於(yu) 初步設計階段,未來它將搜索太陽係內(nei) 潛在的危險天體(ti) 。雖然建造在智利境內(nei) 的魯賓天文台的主要任務不是探索發現這樣的天體(ti) ,但科學家認為(wei) 該天文台有望探測到數千顆小行星和彗星。

  喬(qiao) 達斯強調稱,太陽係的規模對於(yu) 地球文明有利,宇宙空間真的很大,而地球真的很小,所以一顆體(ti) 積較大的小行星碰撞地球的概率非常小。

  天文學家魯尼說:“雖然很少有科學家會(hui) 因為(wei) 宇宙碰撞的威脅而失眠,但許多人認為(wei) ,像DART這樣的探測項目和任務,是一種很好的投資,就像行星保險單,從(cong) 長期來看,這的確是一個(ge) 嚴(yan) 峻的問題。”

  當然,這並不是人類唯一關(guan) 心的問題,甚至不一定是人類最迫切解決(jue) 的問題,表麵上看,科幻電影《不要抬頭》講述的是一場迫在眉睫的天體(ti) 碰撞,但它同時隱晦寓意另一種生存威脅——氣候變化。魯尼表示,我們(men) 想有效解決(jue) 地球氣候危機,但它非常棘手,可以說這是人類曆史上對生命的最大威脅。

  包括喬(qiao) 達斯在內(nei) 的許多天文學家也讚同該觀點,雖然他們(men) 每天都在追蹤分析來自宇宙的天體(ti) 威脅,但事實上近地小行星的風險實際上要比地球氣候變化等威脅的風險更小。



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