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撞偏小行星,人类能自救?

好消息:探测器撞过的小行星被成功改道 
坏消息:2040年再来的小行星有条“特殊通道”

来源:羊城晚报     2023年03月17日        版次:A10    栏目:    作者:克莉斯汀

     小行星掠过地球(模拟资料图)

     这幅拼贴图展示了行星雷达对2011 AG5的观测结果 (资料图片)

  

  □克莉斯汀

  

  3月1日,专业科学杂志《自然》发表了五项研究,详尽描述了去年9月美国国家航空航天局(NASA)完成的一次“双小行星重定向测试”(DART)的结果,称这次测试成功改变了小行星的飞行轨道,或可对未来被观测到可能撞上地球的小行星进行人为干涉,化解地球的灾难。

  而就在一个月前,刚刚有一颗长相奇特的小行星“2011 AG5”掠过地球,它离地球表面的飞越高度仅约为180万千米,略低于月球与地球之间距离的五倍。根据各种观察数据,人们相信它还将于2040年重返地球,因其长宽比超过3的细长条造型,有科学家认为它到时仍有可能穿过一条“特殊通道”撞向地球。

  

  被探测器撞过的小行星确认“不会对地球构成威胁”

  

  3月1日发表在《自然》杂志上的5项研究结果,主要是在描述人类发射的一个仅高尔夫球车大小的DART探测器,在撞击了一颗与金字塔差不多大小的小行星Dimorphos后,被推算检测出的各种数据。大致就是要表达一个意思:被探测器撞过的小行星已确认“不会对地球构成威胁”。

  “双小行星重定向测试”是指NASA在2021年12月发射的一个航天探测器要完成的一个主动行星防御技术测试任务。在这个任务中,探测器明确目标地去撞击了一组双小行星中的一颗,并成功导致小行星改变了原有的运行轨道——使它围绕另一颗小行星运行的轨道缩小,现在运行一周的时间比撞击前快了33分钟。

  研究者们将探测器的轨道数据与小行星撞击前的表面照片结合起来,发现探测器在与小行星相撞后,使预测重达43亿公斤的小行星Dimorphos喷射出至少100万公斤的岩石碎片。撞击后,探测器已“尸骨无存”,但小行星上那些碎片则令小行星形成了一条“尾巴”,延伸了数万公里。在数周时间内,人类的各种望远镜观察到这条尾巴在太阳光线下的移动和变化,其中哈勃太空望远镜甚至还发现了小行星的第二条尾巴,但在撞击18天后便消失了。

  这次任务算是顺利完成,而相关研究结果表明,像这样的DART探测器可能是保护地球免受小行星撞击的可行方法。如果探测到一颗可能有危险运行轨迹的小行星正朝着地球飞来,那么人类也有办法撞击它,并可能使其轨道偏离地球。

  天文学家们还通过观测到的各种数据证明,这组双小行星在改变了相应运行轨道后,无论现在还是将来,应该都不会对地球构成威胁。

  据悉,欧洲航天局已计划于2024年发射一颗“Hera”探测器,大概在2027年抵达这组双小行星所在区域,以开展更加深入的科学探测,包括撞击给小行星所带来的动量和撞击陨坑的形态,以全面评估此次撞击的“效率”,从而提高人类对于如何最有效地改变小行星轨迹的实践经验。同时,人们对这组双小行星的观测还将持续数周,直到它们远离地球无法被望远镜观测到为止。

  

  “宇宙虫”2040年还会再来

  

  但就在一个月前,一颗看起来像长条虫一般造型的小行星2011 AG5刚刚掠过地球。

  人们早已经预测到它并不会带来撞击的危险,但它离地球的距离也会相当近。2月3日,这颗被人们称为“宇宙虫”的小行星在离地球约180万千米的时候,又逐渐远离。

  领导这次观测的科学家之一的NASA喷气推进实验室首席科学家兰斯·本纳说:“迄今为止,在行星雷达观测到的1040个近地天体中,2011 AG5是我们见过的长宽比最大的天体之一。”2011 AG5长得的确很怪异,它就像一条虫,长约500米、宽约150米,虽然实际大小其实与美国的帝国大厦相当,但它已成为行星雷达迄今为止观测到的最细长的小行星之一。

  它早在2011年就被人类发现,这次近距离接触,科学家又对它进行了密切跟踪。1月29日至2月4日期间,戈德斯通太阳系雷达对2011 AG5的观测结果显示:这个小行星的两个半球之一大而宽的凹面外,似乎还具有隐约可见的暗区和亮区,这表明小行星可能拥有几十米宽的小型表面特征;如果用裸眼观察这颗小行星,它看起来会像木炭一样黑;它的自转速度较慢,需要9个小时才能完全旋转一周。

  戈德斯通雷达的观测还提供了小行星绕太阳轨道的关键测量值。这些相当精确的距离测量,也可以帮助NASA近地天体研究中心的科学家去研究如何改变小行星的轨道路径。最近,他们又得出一个结论:2011 AG5每621周天会绕太阳公转一次,到2040年会再次与地球发生非常近距离的接触,届时它将在大约110万千米之外,即地月距离的近三倍。按此推算,届时它仍会“安全地掠过地球”。

  

  特殊造型可能让它通过“特殊通道”

  

  但也有人提出问题:小行星在地球附近有个“特殊通道”,一旦从中飞过,就可能会与地球相撞,那这颗“宇宙虫”届时是否会通过这个“特殊通道”呢?

  这个“特殊通道”是指一个叫做“重力锁眼”的特殊位置。它其实是小行星与某个大天体之间形成的特殊引力区,又被称为“引力眼”。当小行星靠近大型天体时,都会产生一个属于它的特别位置,小行星在引力牵引时,如果能够到达这个位置,那么它的下一次靠近就有可能会通过这个特殊的位置,从而改变它的运行轨迹,撞向大型天体并成为其的一分子。

  2011 AG5在2月3日靠近地球时,人们预测到它这次与地球之间的“重力锁眼”位置是在距离地球300万千米的位置,区域直径大概为100千米。如果它进入了这个区域,可能在2040年2月5日再次来到的时候,它与地球相撞的几率会达到1/625——这个几率表明它与地球相撞的可能性极大,因为只要几率在万分之一以上,人类就必须要考虑采取针对性的行动了。

  其实当小行星离地球的距离比这个“重力锁眼”离地球的距离更近时,小行星已经极有可能会被地球引力捕获,从而开始围绕地球旋转了。好在,如今2011AG5已飞离地球,NASA根据掌握到的各种数据声称:“它在很长一段时间内都不会接近地球,所以在未来的许多年里,它都不会对人类构成真正的威胁。”这说明它这次虽然离地球距离够近,却没有进入这个区域。但很难保证它下一次靠近地球是否会刚好进入这个区域。尤其是它的长条形造型,令其运行模式可能会产生让人意想不到的变化。