最近,一颗编号为“2024 YR4”的小行星可能会在2032年与地球发生碰撞的消息在社交媒体上刷屏,引发了广泛热议。
这颗小行星于去年12月27日首次被发现,直径在40至90米之间,大小相当于一座足球场。最初被发现时,专家预测其撞击概率约为1%,随后这一数据被更新为1.6%。2月18日前后,NASA(美国国家航空航天局)喷气推进实验室发布数据,撞击概率被上调至历史峰值3.1%,2024 YR4成为“有观测以来撞击概率最高的小行星”。两天后,撞击概率回落至0.28%,接近为零。
随着撞击概率屡次调整,人们在警惕与放松之间反复横跳,同时也对“小行星撞地球”的现象产生诸多疑问。
01
为何撞击概率会频频变化?
想要摸清这一问题,首先需要了解小行星撞击地球的概率是如何计算的,这与小行星轨迹的预测密切相关。
天文学家一般会用专业设备对小行星进行多次观测,得到其在不同时间的位置、速度等数据,再根据这些数据计算偏心率、倾角等轨道参数,确定小行星大致的运行轨道。因为每次观测都可能存在误差,所以需要积累大量观测数据来修正优化,使预测结果不断趋近准确。
基于轨道数据和误差范围,天文学家会运用统计学和概率论等知识建立模型,模拟各种小行星可能出现的轨道情况,其中与地球轨道相交的数量占总轨道数量的比例,就是撞击地球的概率。当然,在实际计算中会更加复杂,因为不仅会涉及轨道数据,还要考虑到小行星的大小、质量、成分、自转状态,以及其他天体引力摄动等因素对轨道的影响。
撞击概率之所以总是变化,是因为起初人们观测的数据很有限,只能通过一部分已知轨道来推断全貌,而持续观测会收集越来越多小行星数据,对轨道的测算会更加精准。数据的不断优化,加上观测技术的升级、观测设备的迭代与算法的更新,会导致撞击概率重新计算。
另外,由于不同机构使用的观测设备精度不同、数据处理能力和使用的算法各有差异,也会导致预测值存在细微差别。
了解清楚撞击概率的问题,接下来人们最关心的是,如果小行星真的撞击地球,会造成什么影响?
首先是直接产生的危害,一般小行星会以极高速度冲进地球大气层,在地面产生撞击坑,撞击点及附近区域的一切建筑设施和生命都会被摧毁。还有一种情况是小行星在大气层内直接爆炸,产生强大的冲击波,坠落的碎片也会使区域内的建筑物严重受损,导致人员伤亡。
2013年2月15日,一颗直径20米的小行星就曾在俄罗斯的车里雅宾斯克上空发生爆炸,产生的大量碎片形成“陨石雨”,坠落后损坏了区域内许多建筑,造成超1000人受伤。
此外,小行星的撞击还会带来次生灾害,例如,撞击产生的巨大能量传递至地壳,会引发强烈地震,如果撞击点在海洋区域,则可能引发海啸,摧毁港口等沿海基础设施。同时,撞击产生的能量会加剧地球内部的岩浆活动,可能诱发火山爆发。这些灾害不仅直接影响周边地区的生物生存,还可能导致气候异常,并对生态系统产生破坏。
欧洲航天局行星防御办公室负责人理查德·莫伊斯尔表示,即使小行星2024 YR4的直径较小,若真的撞击地球不至于造成恐龙灭绝级别的灾难,但也足以摧毁一个中型城市。
02
面对“天外来客”
人类有哪些应对之策呢?
最核心的思路是改变小行星轨道,使其与地球“擦身而过”。
为达到这一目的,人类目前正在探索多种方法,比如动能撞击,即通过发射高速探测器撞击小行星来改变其轨道,这是目前最成熟的技术,已被NASA于2022年通过“双小行星重定向测试”(DART)任务证明其可行性,探测器撞击后成功偏转了小行星“迪莫弗斯”的轨道。
我国也曾提出自己的方案——“末级击石”,即用火箭末级与航天器联合撞击,比起单发航天器,该方案实现的偏转效果会更好。
引力拖曳也是一种方法,即发射大型航天器利用引力“拖”动小行星,该方法被认为是最环保、最安全的防御手段,但需要很长的预警时间,并且对大尺寸小行星可能会失效。还有人提出将核武器在小行星附近引爆,通过爆炸产生的能量改变其轨道。
细心的读者可能会联想到此前国家国防科技工业局发布的招聘公告,其中的“行星防御岗”因与电影《流浪地球》中的设定很相似而引发关注。
事实上,早在2022年4月,国家航天局副局长吴艳华就曾在采访中透露“近地小行星防御系统”的组建计划。2024年9月,第二届深空探测国际会议上,中国深空探测实验室发布了首次近地小行星防御任务方案。随着系统工程建设的推进和国际合作的加强,“天外来客”的威胁在人类智慧面前,或许不足为惧。
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编辑|张毅
审核|吴新
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