彗星撞地球:我們能否預先發現帶來毀滅的小行星?

撞擊

我們的任務是在小行星撞擊地球之前發現它。

一隊隕石獵人在博茨瓦納(Botswana)中部灌木林和茂密草叢中跋涉了整整五天。他們知道大概的搜索範圍是方圓200平方公里,但碎片可能極小,誰知道是不是被埋在地下了或是被風吹走了。

最後,他們真的找到了這顆小石頭。這顆落滿灰塵的黑色石頭來自外太空。大約一個月前,一組天文學家曾預測,來自特定小行星的隕石將墜落到地球某處。人們觀測到這顆名為「2018 LA」的小行星正衝向地球。數小時後,它便在博茨瓦納的夜空中爆炸。

隕石碎片證明了天文學家的預測是正確的,這也是人類歷史上第二次找到被觀測到的小行星隕石碎片。

天文學家們希望通過望遠鏡能發現更嚴重、有可能致命的隕石撞擊,並在事先發出警告。但他們怎麼做到這一點?

NASA資助的「卡特琳娜天空調查」項目(Catalina Sky Survey)首次發現了當時還在太空中的「2018 LA」。隨後夏威夷大學的「阿特拉斯小行星撞擊陸地最後預警系統」(Asteroid Terrestrial-Impact Last Alert System, Atlas)也觀測到了這一現象。阿特拉斯(Atlas)是一套望遠鏡系統,終極目標是避免地球遭到巨大的太空岩石的撞擊。

它由天文學家托尼(John Tonry)建立。幾年前,他總是聽說小行星撞擊地球的機率非常低,大約每千年才會發生一次。托尼因此有了這個想法。

他解釋說:「人們總是提到這個概率,既沒有證據支持,也不可靠,這讓我很困擾,而且最近發生的這類事件也不過是100年前的事。」

托尼指的是1908年西伯利亞的通古斯卡事件(Tunguska)。當時一顆小行星在大氣中爆炸,形成了一個50至100米寬的火球,壓倒了大約8000萬棵樹。據報道,有一人在事故中死亡。如果撞擊地點是人口更密集的地區,後果將不可設想。

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Image caption 1908年西伯利亞的通古斯卡,一顆小行星在地球大氣中爆炸,造成大片破壞

阿特拉斯望遠鏡系統由夏威夷的兩台望遠鏡組成,不過托尼目前正與同事們在南非建立第三台望遠鏡,用於觀察南半球的天空。第四架望遠鏡也得到了資助。一旦整個系統啟動,托尼希望它幫助我們預測主要的撞擊,如果需要的話,它還可以發佈通知以疏散受影響區域的人員。

通過今年夏天在博茨瓦納發現的碎片,我們確認阿特拉斯確實是凖確的。「2018 LA」是一顆直徑不到2米的小行星,能夠確定其落地點很了不起。

「阿特拉斯系統是一個非常好的方案,」南安普敦大學專門研究小行星的訪問研究員拉姆夫(Clemens Rumpf)說。

「即使在今天,我們仍然對很多有潛在威脅的小行星一無所知。」

地球周圍的空間遍布岩石。阿特拉斯的工作是找出那些可能威脅我們的岩石。托尼解釋說,他和他的團隊一晚上可能會探測到大約100萬個。其中許多將變成恆星或是正在爆炸的恆星(超新星),又或是已知的在安全軌道上運行的小行星。對我們來說,可能只有10到20個是新的,而不一定是危險的。

如果有什麼東西突然朝地球飛過來,阿特拉斯會在其網站上發佈更新。美國國家航空航天局和國際天文學聯合會(International Astronomical Union)下屬的小行星中心(Minor Planet Center)等機構的天文學家已經編寫了自動程序腳本,可以在這些網頁上發佈新的信息。憑借這種方式,他們可以及時了解新進展,然後就可以開始繪製軌道和預測撞擊地球的地點。

拉姆夫指出,一些較大的小行星正處於圍繞太陽的正常軌道上。這些軌道通常是一個橢圓形,並且在未來某一時刻可能與地球相交,也可能不相交。這些小行星未來潛在的影響更容易預測,但並非所有的太空岩石都是這樣。

「有一些處於不規則軌道上,因為它們不受太陽引力的約束,」拉姆夫解釋說。「這些就不知會從哪裏冒出來。」

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從理論上講,像阿特拉斯這樣的系統在及時發現這些岩石方面可能特別有用。

亞利桑那大學的行星雷達天文學家斯普林曼(Alessondra Springmann)說,通過研究光在不同種類岩石上的反射情況,比如那些金屬含量更高的岩石等等,科學家就可以根據小行星反射的光來預測小行星飛向地球的情況。

「如果小行星離得足夠近,你可以使用雷達,如果了解了行星的形狀、體積和組成等數據,那麼也許可以計算出密度,」她補充說。

這有助於預測一顆大型行星進入地球大氣層時可能會發生什麼樣的爆炸。對人類來說,行星越結實、越沉重,結果越糟糕。

如果我們發現了一顆可能會威脅到成千上萬甚至上百萬人生命的大型行星,該怎麼辦?或者由於撞擊地球產生大量煙塵,地球氣候受到長時間破壞,該怎麼辦?

理想情況下,我們應該在這種怪物到來之前很久就發現它,這樣我們就有足夠的時間來保護自己。斯普林曼指出,有幾個解決方案,包括發射一個「引力牽引器」,比如向小行星發射一艘宇宙飛船,並將其定位在足夠靠近小行星的位置,使飛船的引力(儘管很小)能夠引導小行星偏離軌道。

她說:「如果沒有足夠的預警,使用動能衝擊是最後一道防線。」其實就是一顆「炸彈」,她解釋道。

如果我們有機會粉碎危及生命的大石頭,前提一定是因為科學家們能夠凖確預測到它的大小、移動速度以及毀滅人類的可能性。

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