[圖文]2036年-讓天文學家非常頭疼的小行星 | 陽光歷史

 

A-A+

[圖文]2036年-讓天文學家非常頭疼的小行星

2015年03月25日 宇宙奧秘-長篇 暫無評論 閱讀 310 次


2005年深度撞擊計畫示意圖


  阿波菲斯,一顆讓天文學家非常頭疼的小行星,最近又爆出新聞:有一位美國專家出來表示,這顆在埃及神話中意為邪惡和毀滅之魔的小行星並不如之前預測的那麼可怕,在2036年它撞向地球的可能性極小。


  最近幾年來,關於這顆小行星的報道一直不斷,早在2004年就有人預測它會在2029年4月13日撞向地球,後來又被推測出2036年4月13日會撞向地球,而前幾天它又被推測出不太可能和地球相撞。


  這究竟是怎樣一顆小行星,為什麼科學家對它這麼關注?它究竟會不會在未來撞向地球?如果撞向地球我們有辦法對付它嗎?除了這顆小行星,地球之外還有多少顆這樣的危險星球在威脅著我們?科學家有什麼辦法來對付它們呢?


  ■目前有多少小行星在威脅地球?


  ■多大的小行星會引發全球災難?


  ■有哪些辦法可以阻止小行星撞地球?


  地球面臨著的危險


  阿波菲斯約8年和地球相會一次 最怕它進入鎖眼區


  阿波菲斯(Apophis)是在2004年被人們發現的,並被認為是迄今為止對地球威脅最大的一顆小行星。


  阿波菲斯究竟是怎樣一顆小行星?南京大學天文系研究小行星的周禮勇博士告訴記者,阿波菲斯是一顆「近地小行星」(指那些軌道與地球軌道相交的小行星,這類小行星可能會帶來撞擊地球的危險),直徑大約300米。它繞太陽運行的軌道比地球軌道略小,所以大部分時間它在地球的「內側」(更靠近太陽一些),小部分時間處於所謂「遠日點」附近時,它離太陽的距離比地球更遠(在地球「外側」)。目前它繞太陽運動的週期大約是323.5天。按照這個數據,它和地球的「會合週期」大約是8年,即每隔8年左右它就會和地球「緊密接近」一次。


  但阿波菲斯的軌道不是固定不變的,而是在變化的。由於受到多種因素的影響,包括行星對它的引力作用、太陽的光照(太陽光照使得小行星自身冷熱不均,也會影響它的運行軌跡)等等,阿波菲斯的軌道會發生變化,它和地球發生緊密接近的時間也會變化。目前,科學家最擔心的問題就是阿波菲斯在2029年靠近地球時,會穿越一片名為「重力鎖眼」的區域,即會受地球引力影響的區域。這顆小行星就可能會受地球引力影響而偏離軌道,從而於2036年4月13日與地球相撞。


  而科學界對它的爭議也在於此。這次美國航天局近地天體計畫辦公室負責人約曼斯就認為,阿波菲斯2036年撞擊地球的幾率非常小。他解釋,「重力鎖眼」區域較小,僅稍大於「阿波菲斯」,因此這顆小行星剛好穿越這一區域的可能性「極小」。但如果它剛好穿過「重力鎖眼」區域,約曼斯也說,「它的軌道確實會改變……因此可能於2036年4月13日返回並撞擊地球。」


  所以目前,最重要的一件事就是要精確預測阿波菲斯的運行軌跡。


  八年才能觀測一次阿波菲斯 至今無法確定其軌跡


  周禮勇說,就目前的觀測而言,阿波菲斯在2029年4月13日會比較靠近地球,屆時它離地球的距離大約3.6萬公里,不會和地球相撞。但此次「緊密交會」之後,它的軌道會發生較大改變。


  因為觀測必然包括誤差,就目前我們的觀測水平來說,我們每次都只能在阿波菲斯接近地球的很短一段時間內對它的軌道進行觀測和計算。從2004年被發現,到現在才觀測到一次,第二次要到2012年才能對其進行觀測。而在它遠離地球的那段時間,它是否遇到別的什麼東西,發生了其他變化,都還是未知數。


  而且,即使我們還有幾次的觀測機會,每次對它的預測還是存在誤差,而且如果「失之毫釐」就會「謬以千里」。因為只要一個數據稍微有偏差,那推算下來的結果就可能相差甚遠。所以,「撞擊」的預報,都是以「幾率」的形式作出的。


  根據美國航天局估算,「阿波菲斯」2036年與地球「親密接觸」的幾率為二十五萬分之一。即使2036年不撞擊地球,2068年前後,「阿波菲斯」仍有撞擊地球的可能,但幾率僅為三十三萬分之一。


  假如阿波菲斯撞地球 其威力可能會破壞一座城


  但不管幾率是幾十萬分之一還是百萬分之一,地球遭受外來天體的威脅始終是存在的。


  除了阿波菲斯,周禮勇說,目前觀測到的近地小行星有數千個(現在的數目是7000到8000之間,隨著觀測技術和觀測時間的增加,數量每年都有增長),其中較大的,指直徑在公里量級以上的,有700多個。它們是否會對地球形成威脅,依賴於它們具體的軌道以及我們對它們軌道預報的精確程度。


  小天體是否對地球構成威脅,跟天體的「材質」有關係,鬆散的、揮發性物質較多的小天體容易在大氣層燒燬、分裂;而石質、緊密的小天體相對而言更容易「穿透」地球大氣層。一般而言,小天體撞擊地球的速度都非常高(因地球的引力作用),在每秒10公里到數十公里,因而一般不討論究竟多大的速度才會產生威脅——只要尺寸足夠大,都一樣有威脅。


  直徑在數公里級別以上的小天體撞擊地球,即會產生全球性大規模的生物滅絕,這樣的事件發生幾率極小,大約上億年或者更久時間才會發生一次;直徑在數百米到數公里量級大小的天體撞擊,會引發海嘯、全球氣候改變,每數百萬年或許發生一次;直徑在數十米到數百米大小的天體撞擊,會在空中爆炸或者在地面形成較小的隕擊坑,最大會破壞整座城市,這樣的事件每隔100年或數百年就能碰到一次(1908年俄羅斯境內的通古斯爆炸就是這樣的例子)。阿波菲斯的直徑300米左右,正是這個量級。


  而幾米或更小的天體撞擊,就是我們看到的「流星」(很小的天外來客小石塊甚至連流星都不能形成)。一般估計,平均每年落到地表的流星大約五六十噸。


  攔截小行星的各種設想


  阻止小行星撞地球的方法很多 但大多停留在設想階段


  面對這麼多的威脅,地球有什麼辦法來應對呢?據稱目前多個國家已經加入了「空間防衛計畫」,這個計畫實施得怎麼樣了呢?


  周禮勇說,就他所知,所謂「空間防衛」目前還僅限於搜尋和監視近地小行星。我們國家也有望遠鏡加入國際監測網絡、參與對近地小行星的搜尋和監視。比如紫金山天文台盱眙觀測站的天文望遠鏡就有一部分任務是觀測近地小天體。


  目前全球範圍內已有多個望遠鏡在持續搜尋、監視近地小天體,對可疑天體,都可以通過數值計算來模擬分析它們的軌道,計算它們與地球相撞發生的時間和幾率。


  而如果確定某個天體確實會和地球相撞,我們現在是否有辦法對付它們呢?是靠飛彈、核武器轟擊它們,還是有其他辦法?


  周禮勇說,阻止小天體撞擊的措施,大多還停留在設想、論證的階段,畢竟發現和準確預報才是目前能夠做到也是最緊迫、最可行的舉措。有人建議給小行星裝上小推力的推進器或者太陽帆,甚至是給它的表面撒上高反射率的粉末,假以時日,都可以迫使其離開「有害的」軌道,但這些都要對小行星的軌道給出極其精確的預報才有意義。


  爆破小行星的方法難度很大 弄不好會增加危險


  用爆破的方式破壞小行星使其碎裂為沒有破壞力的小碎片,電影裡面有,但實現起來難度極大。


  在2005年,地球也曾經對外來天體進行過撞擊試驗。當年7月4日,美國航天局「深度撞擊號」飛船發射銅彈,轟擊了「坦普爾1」號彗星。周禮勇說,Deep Impact(即深度撞擊)是非常成功的計畫,獲得了預期的成果,這個計畫前後持續了6年。被撞擊的彗星長、寬大約分別為7公里和5公里,撞擊的裝置重約370公斤。該撞擊在彗星表面形成了100米直徑、深約30米的隕擊坑。但對彗星的軌道幾乎無影響——改變彗星軌道也不是該撞擊計畫的目標。


  而且,用爆破的方式來阻止小行星撞擊地球,風險非常高:萬一爆破失敗可能產生難以預知的結果,比如本來只是一塊,一炸給炸成了兩塊,或幾十塊,這些碎塊落向地球,反而增加了地球的危險。最好的辦法還是通過改變軌道。要讓阿波菲斯這樣的小行星偏離軌道,需要多大的力量,取決於它的大小、構成成分和結構,「這些我還不清楚。」周禮勇說,但如果有辦法能精確預報阿波菲斯的軌道,並且精確預報它的軌道會和地球相撞,那我們應該也會有辦法來阻止這場撞擊。所以目前首要的目標就是精確預報阿波菲斯的運行軌道。


標籤:



給我留言