科學(xué)家們強(qiáng)調(diào)，這種想法純屬杞人憂天。

動(dòng)畫展示了截至2018年1月發(fā)現(xiàn)的近地小行星的位置;地球的軌道用白線標(biāo)出。(圖片來源:美國國家航空航天局/加州理工學(xué)院/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)

你可能聽說過一顆小行星可能會(huì)撞擊地球，造成各種破壞，但有多少太空巖石真正威脅到我們的星球呢?

這很復(fù)雜，而答案取決于你所說的威脅怎么理解。

讓我們從最重要的依據(jù)著手：美國國家航空航天局(NASA)知道，就目前可能與地球相撞的看，在未來的很長時(shí)期內(nèi)，都不會(huì)有一顆足夠大的小行星對(duì)地球造成真正意義的損害。但是那些環(huán)繞地球的大型小行星呢? 我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多這樣的小行星，科學(xué)家們幾乎每天都在發(fā)現(xiàn)新的近地小行星，迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了27,000多顆。

美國宇航局行星防御協(xié)調(diào)辦公室近地天體觀測(cè)項(xiàng)目經(jīng)理凱利·法斯特告訴宇宙官方網(wǎng)站說:“我們正在統(tǒng)計(jì)這些天體的數(shù)量，同時(shí)，還沒有明確得出對(duì)地球的威脅。”“據(jù)我們所知，沒有任何小行星會(huì)對(duì)地球構(gòu)成重大威脅?！?/p>

行星防御的兩個(gè)階段

雖然這似乎有點(diǎn)矛盾，但如果你擔(dān)心潛在的小行星撞擊地球，近地小行星數(shù)量的不斷增加則能會(huì)讓人釋懷。

行星防御的兩個(gè)部分

保護(hù)地球免受小行星撞擊的舉措被稱為行星防御，這個(gè)過程有兩個(gè)關(guān)鍵階段。美國宇航局的雙小行星重定向測(cè)試(DART)將于本月晚些時(shí)候發(fā)射，該任務(wù)旨在測(cè)試行星防御的第二階段，即改變一顆有潛在威脅的小行星距離地球的路徑，使一顆威脅地球的小行星偏離軌道。

在任何人嘗試改變小行星的方向之前，科學(xué)家們必須找到這顆太空巖石，并繪制其未來多年的軌道，以甄別它將會(huì)或可能撞擊地球的機(jī)率。

馬里蘭州約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)家、DART的協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)人南?！は牟馗嬖V宇宙官方網(wǎng)：“人們認(rèn)為行星防御是為了使小行星偏離軌道，事實(shí)并非如此?！薄案檶?shí)際的小行星，識(shí)別定位，對(duì)于未來能夠?qū)λ鼈儾扇〈胧┲陵P(guān)重要?！?/p>

迄今為止，科學(xué)家們已經(jīng)確定了大約75萬顆小行星，但他們懷疑有數(shù)百萬顆太空巖石在整個(gè)太陽系中反彈。幸運(yùn)的是，這些小行星中有很多離地球很遠(yuǎn)，比如，主要小行星帶的居民，或者木星軌道上的特洛伊小行星。

這張圖表顯示了近地小行星多年來被發(fā)現(xiàn)的總數(shù)，并根據(jù)大小分成了不同的類別。(圖片來源:美國宇航局近地物體研究中心 /美國國家航空航天局/加州理工學(xué)院/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)

在地球的邊緣地帶，這個(gè)數(shù)字有所下降:科學(xué)家已經(jīng)確定了27,000多顆近地小行星，每天最新發(fā)現(xiàn)。

相關(guān):如果一顆小行星真的威脅到地球，那么行星防御任務(wù)會(huì)是什么樣子呢?

大量的發(fā)現(xiàn)

這些發(fā)現(xiàn)要?dú)w功于地球上和太空中的一組儀器，它們將部分或全部時(shí)間用于發(fā)現(xiàn)和編目小行星。這些發(fā)現(xiàn)中絕大多數(shù)是在上世紀(jì)90年代末之后才發(fā)現(xiàn)的，盡管在此之前，專家們就曾警告過小行星帶來的威脅，但沒有取得多少成功。

馬薩諸塞州奧林學(xué)院的行星科學(xué)家凱莉·紐金特告訴宇宙官方網(wǎng)站說:“如果和80年代研究這個(gè)問題的科學(xué)家交談，會(huì)發(fā)現(xiàn)他們提到的一個(gè)短語，叫做傻笑因素?！薄按蟾胖v，如果不被嘲笑，他們就不能談?wù)撨@個(gè)科學(xué)話題?！?/p>

這項(xiàng)工作在當(dāng)時(shí)也相當(dāng)困難，要依靠在暗房里沖洗的膠片進(jìn)行調(diào)查，然后用一種幫助人類大腦識(shí)別與背景恒星相對(duì)移動(dòng)的小行星的設(shè)備進(jìn)行調(diào)查?，F(xiàn)在，現(xiàn)代相機(jī)和計(jì)算機(jī)程序可以承擔(dān)大部分識(shí)別工作的主要任務(wù)。

因此，小行星探測(cè)的興起在一定程度上是技術(shù)問題。但增加資金也是關(guān)鍵，這使得減少笑的因素至關(guān)重要。

1994年蘇梅克-列維9號(hào)彗星撞擊木星是一個(gè)里程碑，它出人意料地在木星云層中留下了地球大小的印記，并持續(xù)了幾個(gè)月。“人們開始想，‘哇，如果這發(fā)生在木星上，如果它撞上地球會(huì)發(fā)生什么?”紐金特說。

國會(huì)同意優(yōu)先尋找小行星，呼吁NASA首先確定至少90%的最大小行星，然后是中型小行星。如今，有很多探測(cè)近地小行星的項(xiàng)目，無論這是他們的首要任務(wù)還是他們可以利用的機(jī)會(huì)。

對(duì)新智慧星任務(wù)的描述，它在完成了天體物理學(xué)任務(wù)后開始尋找小行星。

對(duì)新智慧星任務(wù)的描述，它在完成了天體物理學(xué)任務(wù)后開始尋找小行星。(圖片來源:美國國家航空航天局/加利福尼亞大學(xué)/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)

今天引領(lǐng)這股潮流的是像卡特琳娜號(hào)這樣的項(xiàng)目，位于亞利桑那州的卡特琳娜巡天項(xiàng)目(Sky Survey)專門捕捉較小的小行星，位于夏威夷的泛星(Pan-STARRS)天文臺(tái)，擅長發(fā)現(xiàn)微弱（模糊）的天體，可以看到整個(gè)天空的新智慧星太空望遠(yuǎn)鏡，以及位于夏威夷的的阿特拉斯望遠(yuǎn)鏡(ATLAS telescope)，可以觀測(cè)到移動(dòng)最快的天體。

“這有點(diǎn)像生態(tài)系統(tǒng)，各司其職、各行其道，”紐金特說?！懊總€(gè)人都有自己的優(yōu)勢(shì)，各取所長，才能眾志成城?！?/p>

其他人則像鯉魚跳龍門（運(yùn)氣使然）。法斯特說:“廣角觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡是為了其他目的而設(shè)置的，比如用于天體物理研究，但它們最終會(huì)獲得搶鏡的小行星?！?/p>

小行星搜尋者正期待著不久能有一些新儀器加入他們的團(tuán)隊(duì)。行星衛(wèi)士尤其興奮的是，智利的維拉·c·魯賓天文臺(tái)(Vera C. Rubin Observatory)將于2023年開始進(jìn)行觀測(cè);一項(xiàng)名為近地天體測(cè)驗(yàn)的太空任務(wù)也在研發(fā)中，計(jì)劃在這個(gè)十年晚些時(shí)候發(fā)射。

紐金特說:“我們做了很多工作來預(yù)測(cè)這兩個(gè)(任務(wù))將發(fā)現(xiàn)多少天體，數(shù)字是難以置信得大。”“發(fā)現(xiàn)的小行星和彗星數(shù)量還會(huì)大幅增加，大家一直倍受鼓舞。”

但對(duì)行星防御專家來說，僅靠調(diào)查是不夠的，后續(xù)的觀測(cè)對(duì)科學(xué)家精確計(jì)算一個(gè)物體的軌道所需的數(shù)據(jù)至關(guān)重要?！斑@是關(guān)鍵部分，”法斯特說。“你想知道小行星在那里，但你真的想知道它未來會(huì)在哪里，以及地球是否會(huì)在同一時(shí)間出現(xiàn)在同一個(gè)地方。”

這張圖顯示了2013年初發(fā)現(xiàn)的每一顆潛在危險(xiǎn)的小行星的軌道，總共有1400多個(gè)天體。今天，科學(xué)家們追蹤了2000多顆有潛在危險(xiǎn)的小行星。(圖片來源:美國國家航空航天局/加利福尼亞大學(xué)/噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)

“潛在危險(xiǎn)的小行星”的配方

如果這些觀測(cè)發(fā)現(xiàn)一顆小行星超過了一定的亮度(它有一定的大小，盡管這兩個(gè)因素并不能精確地相互關(guān)聯(lián))，并且將在距離地球465萬英里(748萬公里)的范圍內(nèi)，該物體就自動(dòng)被稱為“潛在危險(xiǎn)的小行星”。(這個(gè)距離計(jì)算出來是地球到太陽平均距離的二十分之一。)

大多數(shù)情況下，盡管有這些標(biāo)簽，“潛在危險(xiǎn)的小行星”也可以被稱為“目前還不危險(xiǎn)的小行星”。畢竟，這些都是科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)、追蹤、繪制并預(yù)測(cè)未來的物體。

紐金特說:“這并不像我看到一個(gè)潛在的危險(xiǎn)物體那樣，就突然捏了一把冷汗?！薄拔覀兏Ｍ芮嘘P(guān)注事情后續(xù)?！?/p>

對(duì)于那些畢生致力于觀察天空中是否有天啟的人來說，尚未被發(fā)現(xiàn)的小行星更令人擔(dān)憂;它們會(huì)突然冒出來，潛伏并靠近地球，以至讓想要改變巖石的軌跡的人措手不及。

科學(xué)家們相信，他們發(fā)現(xiàn)了幾乎所有最大的小行星——直徑超過3300英尺(1公里)的小行星——最容易找到的一類。還有微小的近地小行星數(shù)量眾多，很難找到，它們也最有可能在地球大氣層中解體。

因此，最讓行星防御專家擔(dān)心的是中等大小的小行星——那些超過460英尺(140米)但不到3300英尺寬的小行星?！案锌赡馨l(fā)生撞擊，”法斯特說?！凹词谷绱?，我們也能討論幾百年或幾千年的時(shí)間尺度?！?/p>

截至2020年底，據(jù)估計(jì)，科學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)了40%的同類型近地天體;今年又增加了500個(gè)。雖然這個(gè)數(shù)字令人咋舌，但NASA的行星防御辦公室計(jì)算，科學(xué)家還需要30年時(shí)間才能提供其中90%的所有資料，國會(huì)要求NASA在2020年之前實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

法斯特說:“隨著尺寸越小，數(shù)量上在增加，每年仍能保持增長態(tài)勢(shì)?！薄斑@就是為什么調(diào)查每天晚上都在進(jìn)行，所以我們不會(huì)毫無察覺?！?/p>

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為了盡可能多地繪制近地小行星的地圖，發(fā)現(xiàn)“潛在危險(xiǎn)小行星”和發(fā)射近地天體的數(shù)量急劇上升。紐金特說:“看到小行星發(fā)現(xiàn)的數(shù)量慢慢增加，真是令人滿意?！薄斑@感覺很踏實(shí)，就像心里一塊石頭落了地?！?/p>

她補(bǔ)充說，這不僅令人滿意，甚至讓人感到欣慰。

“我認(rèn)為這是科學(xué)工作的一個(gè)值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，”紐金特說。“你有一個(gè)看起來很棘手的問題，你努力去理解它，它看起來就不那么可怕，因?yàn)槟阒滥阈枰鍪裁础Ｎ艺J(rèn)為這是研究近地小行星的一種處理恰當(dāng)?shù)?、讓人得心?yīng)手的方式?！?/p>

BY: Meghan Bartels

FY:Jane

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