彗星撞地球:我们能否预先发现带来毁灭的小行星?

撞击

我们的任务是在小行星撞击地球之前发现它。

一队陨石猎人在博茨瓦纳(Botswana)中部灌木林和茂密草丛中跋涉了整整五天。他们知道大概的搜索范围是方圆200平方公里,但碎片可能极小,谁知道是不是被埋在地下了或是被风吹走了。

最后,他们真的找到了这颗小石头。这颗落满灰尘的黑色石头来自外太空。大约一个月前,一组天文学家曾预测,来自特定小行星的陨石将坠落到地球某处。人们观测到这颗名为“2018 LA”的小行星正冲向地球。数小时后,它便在博茨瓦纳的夜空中爆炸。

陨石碎片证明了天文学家的预测是正确的,这也是人类历史上第二次找到被观测到的小行星陨石碎片。

天文学家们希望通过望远镜能发现更严重、有可能致命的陨石撞击,并在事先发出警告。但他们怎么做到这一点?

NASA资助的“卡特琳娜天空调查”项目(Catalina Sky Survey)首次发现了当时还在太空中的“2018 LA”。随后夏威夷大学的“阿特拉斯小行星撞击陆地最后预警系统”(Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System, Atlas)也观测到了这一现象。阿特拉斯(Atlas)是一套望远镜系统,终极目标是避免地球遭到巨大的太空岩石的撞击。

它由天文学家托尼(John Tonry)建立。几年前,他总是听说小行星撞击地球的几率非常低,大约每千年才会发生一次。托尼因此有了这个想法。

他解释说:“人们总是提到这个概率,既没有证据支持,也不可靠,这让我很困扰,而且最近发生的这类事件也不过是100年前的事。”

托尼指的是1908年西伯利亚的通古斯卡事件(Tunguska)。当时一颗小行星在大气中爆炸,形成了一个50至100米宽的火球,压倒了大约8000万棵树。据报道,有一人在事故中死亡。如果撞击地点是人口更密集的地区,后果将不可设想。

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Image caption 1908年西伯利亚的通古斯卡,一颗小行星在地球大气中爆炸,造成大片破坏

阿特拉斯望远镜系统由夏威夷的两台望远镜组成,不过托尼目前正与同事们在南非建立第三台望远镜,用于观察南半球的天空。第四架望远镜也得到了资助。一旦整个系统启动,托尼希望它帮助我们预测主要的撞击,如果需要的话,它还可以发布通知以疏散受影响区域的人员。

通过今年夏天在博茨瓦纳发现的碎片,我们确认阿特拉斯确实是准确的。“2018 LA”是一颗直径不到2米的小行星,能够确定其落地点很了不起。

“阿特拉斯系统是一个非常好的方案,”南安普敦大学专门研究小行星的访问研究员拉姆夫(Clemens Rumpf)说。

“即使在今天,我们仍然对很多有潜在威胁的小行星一无所知。”

地球周围的空间遍布岩石。阿特拉斯的工作是找出那些可能威胁我们的岩石。托尼解释说,他和他的团队一晚上可能会探测到大约100万个。其中许多将变成恒星或是正在爆炸的恒星(超新星),又或是已知的在安全轨道上运行的小行星。对我们来说,可能只有10到20个是新的,而不一定是危险的。

如果有什么东西突然朝地球飞过来,阿特拉斯会在其网站上发布更新。美国国家航空航天局和国际天文学联合会(International Astronomical Union)下属的小行星中心(Minor Planet Center)等机构的天文学家已经编写了自动程序脚本,可以在这些网页上发布新的信息。凭借这种方式,他们可以及时了解新进展,然后就可以开始绘制轨道和预测撞击地球的地点。

拉姆夫指出,一些较大的小行星正处于围绕太阳的正常轨道上。这些轨道通常是一个椭圆形,并且在未来某一时刻可能与地球相交,也可能不相交。这些小行星未来潜在的影响更容易预测,但并非所有的太空岩石都是这样。

“有一些处于不规则轨道上,因为它们不受太阳引力的约束,”拉姆夫解释说。“这些就不知会从哪里冒出来。”

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从理论上讲,像阿特拉斯这样的系统在及时发现这些岩石方面可能特别有用。

亚利桑那大学的行星雷达天文学家斯普林曼(Alessondra Springmann)说,通过研究光在不同种类岩石上的反射情况,比如那些金属含量更高的岩石等等,科学家就可以根据小行星反射的光来预测小行星飞向地球的情况。

“如果小行星离得足够近,你可以使用雷达,如果了解了行星的形状、体积和组成等数据,那么也许可以计算出密度,”她补充说。

这有助于预测一颗大型行星进入地球大气层时可能会发生什么样的爆炸。对人类来说,行星越结实、越沉重,结果越糟糕。

如果我们发现了一颗可能会威胁到成千上万甚至上百万人生命的大型行星,该怎么办?或者由于撞击地球产生大量烟尘,地球气候受到长时间破坏,该怎么办?

理想情况下,我们应该在这种怪物到来之前很久就发现它,这样我们就有足够的时间来保护自己。斯普林曼指出,有几个解决方案,包括发射一个“引力牵引器”,比如向小行星发射一艘宇宙飞船,并将其定位在足够靠近小行星的位置,使飞船的引力(尽管很小)能够引导小行星偏离轨道。

她说:“如果没有足够的预警,使用动能冲击是最后一道防线。”其实就是一颗“炸弹”,她解释道。

如果我们有机会粉碎危及生命的大石头,前提一定是因为科学家们能够准确预测到它的大小、移动速度以及毁灭人类的可能性。

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