原創(chuàng)：牧夫天文
文章來源：The conversation
原作：Jonti Horner
編譯：張雨荷
校譯：牧夫校對組
編排：王璞
原文鏈接：https://theconversation.com/why-dangerous-asteroids-heading-to-earth-are-so-hard-to-detect-113845
潛在的危險小行星在被發(fā)現(xiàn)之前能離地球有多近？
地球經(jīng)常處在小行星和彗星碎片的“火線”上。盡管它們中的大多數(shù)在我們頭頂上空數(shù)十千米處就已經(jīng)燃燒殆盡，但偶爾也有會有一些大的小行星和彗星碎片到達(dá)距地面不遠(yuǎn)的地方。
2018年12月18日，在俄羅斯的東海岸就發(fā)生了一起這樣的事件。一顆10米多寬，1500多噸重的小行星劃過白令海上空時發(fā)生了巨大爆炸。這次爆炸的能量相當(dāng)于二戰(zhàn)時美國在日本廣島投擲的原子彈所釋放能量的十倍多。
但是為什么我們事先預(yù)測不到這顆小行星的到來呢?為什么我們直到最近才逐漸了解它引發(fā)的巨大爆炸呢?
沒有人看到它
如果去年12月的爆炸發(fā)生在城市附近，就像2013年2月在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克市發(fā)生的那樣，那么我們當(dāng)時就能收到消息。
2013年2月15日，許多俄羅斯民眾觀察并拍攝到了車?yán)镅刨e斯克市的小行星爆炸
但是由于爆炸發(fā)生在偏遠(yuǎn)地區(qū)，這起事件在發(fā)生后三個多月的時間內(nèi)都沒有受到關(guān)注。直到一周前，在第50屆月球與行星科學(xué)會議（LPSC,
Lunar and Planetary Science
Conference）上，爆炸的細(xì)節(jié)才被公布。人們從NASA收集的火流星數(shù)據(jù)中推斷出了爆炸的情況。
去年2月，俄羅斯東海岸發(fā)生的火球爆炸是自2013年俄羅斯車?yán)镅刨e斯克市上空發(fā)生的火球爆炸以來最嚴(yán)重的一次，爆炸當(dāng)量相當(dāng)于17.3萬噸TNT爆炸所釋放的能量
圖片來源 https://cneos.jpl.nasa.gov/fireballs.
那么這些小行星來自哪里呢？
太空碎片帶來的危險
太陽系中遍布著行星形成留下的物質(zhì)。它們中的大多數(shù)被束縛在遠(yuǎn)離地球的穩(wěn)定“倉庫”中，包括小行星帶，柯伊伯帶（Edgeworth–Kuiper
Belt）和奧爾特云（Oort Cloud）。這些“倉庫”
中的天體源源不斷地泄漏到行星際空間，這些碎片的軌道可能穿過行星的軌道。因此，太陽系中包含很多太空碎片，尺度從微小的塵埃到直徑幾千米的彗星和小行星不等。
大多數(shù)與地球相撞的太空碎片是完全無害的，但是也有一些大的天體在碰撞時給地球留下了傷痕。
6500萬年前，一場極大而頗具破壞性的撞擊導(dǎo)致恐龍滅絕，這種規(guī)模的撞擊和爆炸是極其罕見的。但是相對較小卻較為頻繁的碎片碰撞也會給人們帶來很大風(fēng)險。
1908年，在西伯利亞的通古斯地區(qū)，一場巨大的爆炸將2000多平方千米的森林夷為平地。由于地處偏遠(yuǎn)，并沒有死亡記錄。但是如果這次撞擊發(fā)生在僅僅兩個小時之后，整個圣彼得堡市將會被摧毀。
2013年，一顆20米寬，一萬噸重的小行星劃過俄羅斯車?yán)镅刨e斯克市上空，并在距離地球表面29. 6千米的高空中爆炸。爆炸造成了1500多人受傷，約7000棟建筑物受損。幸運(yùn)的是沒有造成人員死亡。
我們?nèi)栽谂ν扑氵@些事件發(fā)生的頻率，但是我們目前掌握的關(guān)于較大撞擊發(fā)生頻率的信息非常有限，因而做出的推斷也會有很多變化。
通常人們認(rèn)為像通古斯爆炸那樣強(qiáng)度的撞擊每隔幾百年會發(fā)生一次，但這個推斷僅僅基于一個樣本。事實(shí)上，我們很難預(yù)測這類撞擊的頻率。
那么我們能做些什么呢？
在過去的幾十年中，人們同心協(xié)力尋找那些尚未到達(dá)地球但對地球造成威脅的潛在危險天體，并由此發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆直徑達(dá)幾米以上的近地小行星（感興趣的讀者可以查看NASA近地小行星數(shù)據(jù)庫：
https://cneos.jpl.nasa.gov/stats/totals.html）人們近年來發(fā)現(xiàn)的所有小行星
一旦有小行星被發(fā)現(xiàn)，人們就可以確定它們的軌道，并能夠預(yù)測其未來的飛行軌跡，以判斷它們是否有可能與地球發(fā)生撞擊。我們對于某一天體的觀測時間越長，則預(yù)測結(jié)果越準(zhǔn)確。
但是正如我們在2013年的車?yán)镅刨e斯克和去年12月的白令海看到的那樣，對于危險天體的觀測，我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到萬無一失那一步。雖然潛在危險天體的目錄持續(xù)增加，但仍然有很多天體未被發(fā)現(xiàn)，或許將出其不意地來到我們面前。
如果我們已經(jīng)知道在未來的幾天里即將發(fā)生一場撞擊，那么我們能夠計(jì)算出碰撞發(fā)生的時間和地點(diǎn)。2008年，天文學(xué)家們在小行星2008 TC3（https://cneos.jpl.nasa.gov/news/2008tc3.html）進(jìn)入蘇丹北部大氣層的19小時前發(fā)現(xiàn)了它，并準(zhǔn)確預(yù)測了它撞擊的位置。
若預(yù)測到的撞擊擁有更長的準(zhǔn)備時間，天文學(xué)家們將有可能計(jì)算出哪些天體對于我們是真正危險的，而哪些只會產(chǎn)生一個壯觀卻無害的火球（如小行星2008 TC3）。
對于那些真正對地球造成危險的天體，人們會爭分奪秒不遺余力地使它們軌道偏轉(zhuǎn)，從而將一場碰撞化為擦肩而過。
天空搜索
在我們?nèi)チ炕粋€天體造成的威脅之前，我們首先需要知道這個天體就在那里。但是想要發(fā)現(xiàn)小行星卻很難。我們需要在天空中進(jìn)行搜索，在恒星背景中去尋找移動著的微弱星點(diǎn)。和地球距離相同時，更大的小行星會反射更多的太陽光，因此也會在天空中顯得更為明亮。然而，物體越小，就必須離地球越近我們才能發(fā)現(xiàn)它。
車?yán)镅刨e斯克和白令海事件中的小行星尺度（直徑分別是20米和10米）在天文學(xué)中可以說是非常小，只有在它們離地球很近的時候才能被發(fā)現(xiàn)。絕大多數(shù)時候，我們根本無從察覺。
因此，出現(xiàn)這樣從天而降的撞擊其實(shí)是常態(tài)，而絕非意外！
車?yán)镅刨e斯克的小行星撞擊是一個很好的例子。它繞著太陽運(yùn)動，在白晝的天空中接近我們——將自己完全隱藏在太陽的光芒之中。
但是，對于那些碰撞頻率較低但是卻會造成更大破壞的較大天體的撞擊，我們有望事先收到一些警報(bào)。
為什么不移動小行星呢？
除了要繼續(xù)尋找危險天體，我們還有另一種保護(hù)自己的方法。
NASA的OSIRIS-Rex探測器和日本宇航局的隼鳥號、隼鳥二號探測器已經(jīng)證明，我們有能力前往近地小行星，降落在它們表面，并且移動它們。
這一概念圖展示了OSIRIS-Rex探測器與Bennu小行星的接觸
圖片來源 https://www.nasa.gov/image-feature/osiris-rex-grabs-a-sample
在此基礎(chǔ)上，探測器只需要一個小動作就可以使小行星的軌道發(fā)生偏移，從而將一次潛在的碰撞變成完美避開。
有趣的是，使小行星偏轉(zhuǎn)的想法與小行星開采的可能性不謀而合。從小行星中提取材料并送回地球所需的技術(shù)同樣可以用來改變小行星的運(yùn)行軌道，使它遠(yuǎn)離將與地球發(fā)生的碰撞。
我們還沒有完全實(shí)現(xiàn)那一步，但這是歷史上的第一次，我們有望真正掌控自己的命運(yùn)。
