小行星“偷襲” 我們到底準(zhǔn)備得如何呢？

日前，美國(guó)宇航局(NASA)局長(zhǎng)Jim Bridenstine在國(guó)際宇航學(xué)行星防御會(huì)議的主題演講一開始便鄭重提醒：人們需要為小行星撞擊地球事件做好準(zhǔn)備。

那么，我們到底準(zhǔn)備得如何呢？

我們首先需要了解兩個(gè)天文學(xué)名詞——“近地天體”與“潛在威脅小行星”。“近地天體”(Near Earth Object，NEO)，是指與地球軌道交會(huì)距離小于0.3天文單位(約4500萬(wàn)千米)的太陽(yáng)系小天體(包括小行星、彗星等)。“潛在威脅小行星”(Potentially Hazardous Asteroid，PHA)是指直徑大于等于140米，且與地球軌道交會(huì)距離小于0.05天文單位(約750萬(wàn)千米)的近地小行星。PHA是地球人需要特別關(guān)注的，因?yàn)檫@些未知的天體隨時(shí)可能出現(xiàn)在地球周圍，甚至?xí)矒舻厍颉?/p>

潛在威脅小行星2018DH1(藍(lán)色為地球軌道，青色+黃色為小行星軌道)

我們能做些什么？

首先天文學(xué)家要利用望遠(yuǎn)鏡對(duì)PHA進(jìn)行“人口”普查，再通過監(jiān)測(cè)它們的軌道給它們登記造冊(cè)，持續(xù)監(jiān)測(cè)其可能會(huì)發(fā)生變化的軌道，對(duì)可能發(fā)生的PHA撞擊地球做出預(yù)警，最后才有可能想辦法規(guī)避撞擊事件。

你可能會(huì)問：為啥是140米，而不是更大或更小呢?根據(jù)估算，一顆直徑約140米的近地小行星撞擊地球所產(chǎn)生的能量約3億噸TNT當(dāng)量，其威力約相當(dāng)于2萬(wàn)顆廣島原子彈，會(huì)造成地區(qū)規(guī)模的災(zāi)害事件。這是我們地球人首先希望避免的。不過我們也不必太過擔(dān)憂，因?yàn)檫@種規(guī)模的碰撞事件發(fā)生的平均概率約為3萬(wàn)年一次。

對(duì)于塊頭更小的近地小行星，由于現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡的探測(cè)本領(lǐng)限制，目前還沒有能力把它們?nèi)空业讲⒈O(jiān)測(cè)。但是它們對(duì)人類的威脅卻可能隨時(shí)發(fā)生，比如2013年2月15日發(fā)生在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克的隕石事件，就是來(lái)自一顆直徑約為15米的小行星的一次“偷襲”，造成約1200人受傷，近3000座建筑受損。所以，對(duì)這些近地小行星也要盡可能去監(jiān)測(cè)。

目前對(duì)PHA的監(jiān)測(cè)是什么水平？

事實(shí)上，以美國(guó)NASA為主，多個(gè)國(guó)家都在不斷建造專門的巡天望遠(yuǎn)鏡，一直致力于近地天體的探測(cè)和追蹤，目標(biāo)是把PHA“一網(wǎng)打盡”，并能快速預(yù)警。然而，截止到2019年4月，全球天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近兩千顆PHA，但這個(gè)數(shù)目還不到估計(jì)總數(shù)的三分之一。PHA的完備監(jiān)測(cè)和預(yù)警仍然任重而道遠(yuǎn)。

在星空背景中移動(dòng)的小行星2018 DH1

發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測(cè)近地天體特別是潛在威脅小行星是識(shí)別和減緩災(zāi)害的關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是關(guān)乎地球環(huán)境和人類生存安全的大事。為了加強(qiáng)國(guó)際間近地天體觀測(cè)領(lǐng)域的合作和數(shù)據(jù)共享，共同應(yīng)對(duì)來(lái)自小行星撞擊的威脅，2013年12月，聯(lián)合國(guó)成立了專門機(jī)構(gòu)——國(guó)際小行星預(yù)警網(wǎng)(International Asteroid Warning Network，IAWN)。

IAWN目前有15個(gè)成員，其中心任務(wù)是：搜尋近地天體，協(xié)調(diào)各國(guó)努力，保護(hù)地球免受隕石、近地小行星、彗星等太空天體的撞擊。為防范“大塊頭”小行星的突襲，IAWN各成員之間共享PHA的相關(guān)信息。當(dāng)IAWN成員的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)對(duì)地球造成威脅的近地小行星時(shí)，聯(lián)合國(guó)空間任務(wù)咨詢組(Space Mission Planning Advisory Group，SMPAG)將負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)防御使命，確認(rèn)防御計(jì)劃。

中科院紫金山天文臺(tái)近地天體望遠(yuǎn)鏡(沈文翰/攝)

2018年2月，中國(guó)作為正式成員加入IAWN，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)“近地天體望遠(yuǎn)鏡”是中國(guó)加入IAWN的支撐設(shè)備。這臺(tái)坐落于江蘇省盱眙縣鐵山寺跑馬山的施密特光學(xué)望遠(yuǎn)鏡建成于2006年10月，主鏡和改正鏡口徑分別為1.2米和1.04米，配備1億像素(10kX10k)CCD。近地天體望遠(yuǎn)鏡是目前我國(guó)近地天體觀測(cè)和研究的主干設(shè)備，觀測(cè)量在國(guó)際上該領(lǐng)域的400多個(gè)觀測(cè)計(jì)劃中位居前十，迄今共發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系小天體四千多顆，其中近地小行星21顆，包括3顆PHA(分別是2016 VC1、2017 BL3、2018 DH1)，并更新了一千多顆近地小行星的軌道參數(shù)。

天文學(xué)家能做的，就是不停地發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)，最終能對(duì)所有的PHA提供長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和及時(shí)預(yù)報(bào)。要做到這一點(diǎn)，在目前的基礎(chǔ)上，還需要建造多臺(tái)中大口徑(2米級(jí)及以上)的大視場(chǎng)近地天體普查望遠(yuǎn)鏡，通過全球合理布站，形成系統(tǒng)的近地天體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，開展持續(xù)快速巡天。

不過，監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)只是第一步。你一定會(huì)問：倘若小行星真的來(lái)“偷襲”，人類當(dāng)如何自保?科學(xué)家們提出過一系列防御措施，主要包括通過動(dòng)能撞擊、引力拖拽、核彈爆破等方式改變?nèi)肭中⌒行堑能壍赖桨踩貛?，但這些辦法目前可能還都無(wú)法完全有效地解決問題。相關(guān)的研究還在持續(xù)開展，相信隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，人類一定有能力找到有效的防御措施，保護(hù)自己賴以生存的地球家園，絕不會(huì)像6500萬(wàn)年前的恐龍一族那樣坐以待斃。

關(guān)鍵詞： 小行星 偷襲