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作者Brian Resnick, Kavya Sukumar

翻譯 林鈺然 Wendy

校對(duì) 高三強(qiáng) 徐成亮

美編 李樹(shù)萍

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數(shù)十億年前,，太陽(yáng)系在形成之始遺留了很多體積巨大但還不足以形成行星的太空石塊。

Credit: NASA/ESA/UCLA

太陽(yáng)系中有成千上萬(wàn)這樣的石塊,，它們被稱(chēng)為小行星,。火星和木星之間的星際空間里大約存在著100萬(wàn)到200萬(wàn)顆大型小行星,。

Credit: NASA/ESA/UCLA

有時(shí)這些小行星相互碰撞并分裂成叫做流星體的小塊物質(zhì),。

Credit: NASA/ESA/UCLA

在1998年和之后的2005年，美國(guó)國(guó)會(huì)兩次委托美國(guó)宇航局（NASA）去搜尋這些物體,，并設(shè)法使那些對(duì)地球有危險(xiǎn)的小行星偏離原本的軌道,。

Credit: NASA/ESA/UCLA

目前，16000余個(gè)小行星被認(rèn)定為近地物體,，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)候和我們的距離僅有2800萬(wàn)英里（約4506萬(wàn)公里）——從宇宙的角度來(lái)看,，這一距離只有一根頭發(fā)那么寬。

Credit: NASA/ESA/UCLA

NASA試圖追蹤那些中小型的小行星,，它們對(duì)城市有很大的威脅,。

Credit: NASA/ESA/UCLA

那些不能到達(dá)地球表面的小行星仍然可能對(duì)地表造成破壞。2013年，一顆小行星在俄羅斯的車(chē)?yán)镅刨e斯克州上空發(fā)生了爆炸,，導(dǎo)致約1500人在其產(chǎn)生的沖擊波中受傷,。

Credit: Alexander Ivanov/AP

1988年到2017年間，美國(guó)的探測(cè)設(shè)備發(fā)現(xiàn)了超過(guò)700顆來(lái)自小行星和太空碎片的火流星,，所幸它們大部分都很小,，未對(duì)地球構(gòu)成威脅。

Credit: CNEOS/NASA

如今,，多虧了《世界末日》這樣的好萊塢電影,，人們逐漸地意識(shí)到地球上的生命也許會(huì)因?yàn)橐淮涡⌒行桥鲎捕K結(jié)。

直到20世紀(jì)末,，科學(xué)家們才真正找到了小行星撞擊事件的線索,。1980年，Luis 和 Walter Alvarez第一次發(fā)現(xiàn)了小行星導(dǎo)致恐龍滅絕的證據(jù)：世界各地都發(fā)現(xiàn)了由小行星撞擊產(chǎn)生的一層薄薄的沉淀物,。1990年,，這顆小行星留下的隕石坑在尤卡坦半島附近被發(fā)現(xiàn)。

在之后的1994年,，科學(xué)家們目睹了一顆彗星撞向木星的景象,；這次撞擊非常劇烈，以至于用普通的望遠(yuǎn)鏡就能看到,。

在這段木星紅外影像的左下位置,，可以看到蘇梅克-列維9號(hào)彗星撞上木星產(chǎn)生的光球。

Credit: Wikimedia Commons

1998年,，美國(guó)國(guó)會(huì)要求NASA找到至少九成直徑在1公里以上的接近地球軌道的小行星和彗星,。這些小行星大約每50萬(wàn)年撞擊地球一次，并且正如我們已知的那樣,，它們會(huì)威脅到地球上的生命,。

但是，科學(xué)家們最擔(dān)心的是成千上萬(wàn)尚未被發(fā)現(xiàn)的小行星,，它們可以摧毀聚落和城市,。這些無(wú)法看到的物體最有可能出其不意地襲擊我們。

“自然,，較小的小行星很難被發(fā)現(xiàn),，”美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室近地天體研究中心前負(fù)責(zé)人Donald Yeomans表示，“下一次對(duì)地球的撞擊幾乎可以肯定是來(lái)自比較小的天體,?！?/p>

科學(xué)家跟蹤小行星和彗星以預(yù)測(cè)未來(lái)撞擊事件

像Yeomans這樣的小行星獵人從事著預(yù)測(cè)未來(lái)的工作。截至目前,，近地天體研究中心已經(jīng)在地球周?chē)能壍郎湘i定了18000顆小行星,、彗星和大量的太空碎片,。

Yeomans解釋說(shuō)，美國(guó)宇航局追蹤這些物體的方法其實(shí)非常簡(jiǎn)單——用幾天的時(shí)間,，給同一塊天空拍攝多張照片,，然后用計(jì)算機(jī)程序搜索移動(dòng)的物體。以這個(gè)物體的移動(dòng)速度和亮度為基礎(chǔ),，科學(xué)家們就可以開(kāi)始繪制其軌道路徑了,。

Credit: Catalina Sky Survey

這就是天文學(xué)家們?cè)谒褜ば⌒行菚r(shí)找尋的目標(biāo)。這些拍攝于2014年1月1日的圖片顯示了一顆非常小的小行星（被微弱的紅光和紫光環(huán)繞著）從背景恒星前經(jīng)過(guò),。當(dāng)時(shí)這顆直徑2到4米的小行星正在落向地球,。一天后,，它沖破了大西洋上空的大氣層,，然后很可能在入海前就解體了。

通常,，美國(guó)航天局的科學(xué)家可以在一定程度上預(yù)測(cè)出100年內(nèi)小行星軌道的路徑,。但是“隨著時(shí)間推移，軌道的不確定性也會(huì)增加,，”Yeomans補(bǔ)充道,。這是因?yàn)楫?dāng)小行星經(jīng)過(guò)行星和其他物體時(shí)，它的軌道會(huì)有輕微的改變,。

現(xiàn)在,，近地天體研究中心確信他們已經(jīng)成功定位了90%以上，直徑在幾公里左右的龐然大物,。為什么他們這么肯定,？因?yàn)榻靥祗w的數(shù)量與它們被觀測(cè)到的頻率是相關(guān)的。

“就好比在小湖里面釣魚(yú)——如果你抓住一條,，做上標(biāo)記,，再把它扔回去。如果在90%的情況下抓到的都是帶標(biāo)記的魚(yú),，就說(shuō)明你已經(jīng)抓到過(guò)湖里90%的魚(yú),，”近地天體研究中心現(xiàn)任負(fù)責(zé)人Paul Chodas說(shuō)，“這就是我們的估計(jì)方式,?！?/p>

小行星碰撞的破壞力與它們的大小和速度有關(guān)。小行星越大,，它在撞擊中產(chǎn)生的能量就越大,。“一個(gè)直徑150米的物體擁有2.88億噸TNT的爆炸當(dāng)量,?！?Yeomans解釋道,。（已建最大核武器的當(dāng)量是5000萬(wàn)噸）“另一方面，一個(gè)直徑10米物體僅有10萬(wàn)噸的能量,，”他說(shuō),，“隨著尺寸的增加，它們具有的危險(xiǎn)性呈幾何級(jí)數(shù)上升,?！?/p>

至于多大的小行星會(huì)到達(dá)地球表面，多大的會(huì)在空中爆炸解體,，這一問(wèn)題沒(méi)有明確的界限,。“地球每年都會(huì)受到幾次汽車(chē)大小的小行星的撞擊,，”Eric Christensen是位于亞利桑那州的卡特林那巡天系統(tǒng)(Catalina Sky Survey)的負(fù)責(zé)人,，該機(jī)構(gòu)致力于發(fā)現(xiàn)新的小行星。但這些隕石在天空中破碎后可能會(huì)落下一些隕石碎片,，對(duì)地表造成其他影響,。

我們面臨的最大威脅來(lái)自較小的小行星，比如2013年在俄羅斯車(chē)?yán)镅刨e斯克上空爆炸的20米寬的流星,，產(chǎn)生了相當(dāng)于核爆炸的威力,。

Credit: Alexander Firsov/AP

車(chē)?yán)镅刨e斯克流星的一部分，于俄羅斯切巴爾庫(kù)爾湖被發(fā)現(xiàn)

所以在2005年,，美國(guó)國(guó)會(huì)要求美國(guó)宇航局搜索90%以上,，直徑在140米以上的近地物體（這次搜尋還發(fā)現(xiàn)了一些較小的小行星，如大小接近撞擊俄羅斯的那顆小行星的天體）,。池塘里還有很多很多的魚(yú),。Chodas表示目前我們僅發(fā)現(xiàn)了約30%的近地物體?！懊磕晡覀兛梢哉业?00顆處于那一范圍的小行星”,。即便以這一速度，找到全部25000顆小行星仍然會(huì)花費(fèi)60年或者更久,。每發(fā)現(xiàn)一顆小行星,，我們都需要繪制它的軌道并確定它是否可能與地球相撞。

美國(guó)宇航局至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)在未來(lái)的100年內(nèi)可以對(duì)地球構(gòu)成威脅的小行星或彗星,。但科學(xué)家們?nèi)栽诿芮嘘P(guān)注著大約2000個(gè)具有“潛在危險(xiǎn)”的物體——它們距離地球4647790英里（約7479893公里）,，且體積足以造成較大破壞。

Credit: NASA

近地物體廣域紅外線巡天探測(cè)器（NEOWISE）是美國(guó)宇航局用來(lái)觀測(cè)小行星的主要望遠(yuǎn)鏡之一,。這張圖中你能夠看到2013年至2016年,，NEOWISE發(fā)現(xiàn)的所有物體。

這些較小的小行星很難被發(fā)現(xiàn),，因?yàn)樗鼈冊(cè)谝箍罩胁荒敲疵髁?，而且我們用地基望遠(yuǎn)鏡能夠發(fā)現(xiàn)它們的前提是它們必須和地球離得很近,。我們對(duì)這些較小的(但仍然具有破壞性的)小行星的搜索受制于一個(gè)巨大的盲點(diǎn)：太陽(yáng)。如果一顆小行星從太陽(yáng)的方向飛來(lái),，我們將無(wú)法發(fā)現(xiàn)它（比如在車(chē)?yán)镅刨e斯克州發(fā)生的事情）,。美國(guó)宇航局的科學(xué)家們希望建立一個(gè)新的太空紅外觀測(cè)站來(lái)加快搜索速度，但目前還沒(méi)有得到所需資金,。

一圖讀懂小行星可以怎樣殺了你

2017年,，《地球物理研究快報(bào)》(Geophysical Research Letters)發(fā)表了一篇分析小行星撞擊可能造成的人員傷亡的文章，這項(xiàng)研究得出結(jié)論：“隕石坑,、地震和噴出物沉積等造成的影響,，僅僅占全部破壞的一小部分?！弊畲蟮膫鰜?lái)源于撞擊氣浪產(chǎn)生的風(fēng),。

我們準(zhǔn)備好了嗎？

如果我們發(fā)現(xiàn)了一顆直徑140米的小行星,，大到足以摧毀一座城市,，而根據(jù)它的軌道預(yù)測(cè)幾個(gè)月后將與地球發(fā)生碰撞,，我們除了疏散地表人員外將無(wú)能為力,。盡管美國(guó)宇航局行星防御官Lindley Johnson（一個(gè)真實(shí)存在的職位）向我保證“我們可以提前很長(zhǎng)時(shí)間——當(dāng)然是提前幾周——確定確切的撞擊時(shí)間和地點(diǎn)”然后可以確保疏散。

如果我們碰巧——這確實(shí)是偶然——發(fā)現(xiàn)了一顆將在7到10年內(nèi)撞擊地球的太空隕石,，我們可以開(kāi)展一項(xiàng)迫使它偏離軌道的任務(wù),。有兩種可行的方法，其一：發(fā)射一架宇宙飛船,，像攻城槌一樣將小行星稍稍撞離軌道,。或者像好萊塢電影一樣,，“使用一個(gè)核裝置,，利用它表面的汽化產(chǎn)生的反沖力推動(dòng)小行星偏離軌道?！盋hodas說(shuō),。（盡管如《Popular Science》指出的，目前核武器在太空中是禁止使用的,。）

當(dāng)然我們不要忘了：美國(guó)宇航局并沒(méi)有現(xiàn)成的攻城槌火箭或星際核彈頭,。為了快速設(shè)計(jì)和制造出這些飛船，我們必須在國(guó)際范圍內(nèi)展開(kāi)合作,。

“我們當(dāng)然希望有10年的預(yù)警時(shí)間,；這將使我們有足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)團(tuán)結(jié)起來(lái)共同完成發(fā)射任務(wù)?！盝ohnson說(shuō),。我們只需將小行星的速度提高或降低一厘米/秒就能使其偏離軌道,。但是“至少需要提前三年來(lái)做這些事情?！?/p>

還有一點(diǎn)我們也要了解：小行星也有使人類(lèi)獲益的潛力,，不要光想著把它們推遠(yuǎn)。

“小行星不僅只有威脅,，它們的存在也蘊(yùn)含著機(jī)遇,。”Yeomans解釋道,?！八鼈冎杏泻芏喽己秀K系元素和水合礦物質(zhì)，這些物質(zhì)可以用來(lái)在太空中建造物體,?！?/p>

科學(xué)家們正在認(rèn)真研究如何捕捉和開(kāi)采小行星上的稀有金屬和其他自然資源。美國(guó)宇航局已經(jīng)為最終的“小行星重定向”任務(wù)打下了基礎(chǔ),。這個(gè)計(jì)劃是：一架遙控宇宙飛船將會(huì)在一顆小行星上著陸,，抓取一塊巨石，并將它帶到繞月飛行的軌道上,。

這一任務(wù)不僅是為了取得礦物,。“從科學(xué)的角度講,，[小行星] 代表了太陽(yáng)系起源過(guò)程中變化最小的物體,。”Yeomans說(shuō),。

這就是為什么小行星如此令人著迷,。它們是一扇窗戶(hù)，讓我們得以深入了解太陽(yáng)系的過(guò)去,，以及預(yù)測(cè)地球的未來(lái),。

責(zé)任編輯：高三強(qiáng)

牧夫新媒體編輯部

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這張圖顯示了所有已知具有潛在威脅的小行星的軌道，截至2013年初共有1400余顆

By NASA/JPL-Caltech