美國宇航局（NASA）局長Jim Bridenstine在2019年國際宇航學(xué)行星防御會議主題演講—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？

大約6500萬年前恐龍滅絕可能源自小行星撞擊地球 | 圖源：網(wǎng)絡(luò)

先來了解兩個天文學(xué)名詞?！敖靥祗w”（Near Earth Object，NEO）：與地球軌道交會距離小于0.3天文單位（約4500萬千米）的太陽系小天體（包括小行星、彗星等）?！皾撛谕{小行星”（Potentially Hazardous Asteroid，PHA）：直徑大于等于140米，且與地球軌道交會距離小于0.05天文單位（約750萬千米）的近地小行星。PHA是地球人需要特別關(guān)注的，因為這些未知的天體隨時可能出現(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) | 圖源：紫金山天文臺

那么我們能做些什么呢？

首先天文學(xué)家要利用望遠(yuǎn)鏡對PHA進(jìn)行“人口”普查，再通過監(jiān)測它們的軌道給它們登記造冊，持續(xù)監(jiān)測其可能會發(fā)生變化的軌道，對可能發(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2萬顆廣島原子彈，會造成地區(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，因為這種規(guī)模的碰撞事件發(fā)生的平均概率約為3萬年一次。

對于塊頭更小的近地小行星，由于現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡的探測本領(lǐng)限制，目前還沒有能力把它們?nèi)空业讲⒈O(jiān)測。但是它們對人類的威脅卻可能隨時發(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，對這些近地小行星也要盡可能去監(jiān)測。

我們目前對PHA的監(jiān)測是什么水平呢？事實上，以美國NASA為主，多個國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2020年8月4日，全球天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2122顆PHA，但這個數(shù)目還不到估計總數(shù)的三分之一。PHA的完備監(jiān)測和預(yù)警仍然任重而道遠(yuǎn)?。?/p>

在星空背景中移動的小行星2018 DH1 | 圖源：紫金山天文臺

發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測近地天體特別是潛在威脅小行星是識別和減緩災(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。為了加強國際間近地天體觀測領(lǐng)域的合作和數(shù)據(jù)共享，共同應(yīng)對來自小行星撞擊的威脅，2013年12月，聯(lián)合國成立了專門機構(gòu)——國際小行星預(yù)警網(wǎng)(International Asteroid Warning Network，IAWN)。

IAWN目前有15個成員，其中心任務(wù)是：搜尋近地天體，協(xié)調(diào)各國努力，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)對地球造成威脅的近地小行星時，聯(lián)合國空間任務(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)防御計劃。

中科院紫金山天文臺近地天體望遠(yuǎn)鏡 | 拍攝：沈文翰

2018年2月，中國作為正式成員加入IAWN，中國科學(xué)院紫金山天文臺“近地天體望遠(yuǎn)鏡”是中國加入IAWN的支撐設(shè)備。這臺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)鏡是目前我國近地天體觀測和研究的主干設(shè)備，觀測量在國際上該領(lǐng)域的400多個觀測計劃中位居前十，迄今共發(fā)現(xiàn)太陽系小天體四千多顆，其中近地小行星24顆，包括5顆PHA（分別是2016 VC1、2017 BL3、2018 DH1、2020DM4、2020FO5），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，最終能對所有的PHA提供長期監(jiān)測和及時預(yù)報。要做到這一點，在目前的基礎(chǔ)上，還需要建造多臺中大口徑（2米級及以上）的大視場近地天體普查望遠(yuǎn)鏡，通過全球合理布站，形成系統(tǒng)的近地天體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，開展持續(xù)快速巡天。

不過，監(jiān)測和預(yù)報只是第一步。你一定會問：倘若小行星真的來“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В@些辦法目前可能還都無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，絕不會像6500萬年前的恐龍一族那樣坐以待斃。

作者簡介

趙海斌，中國科學(xué)院紫金山天文臺研究員，近地天體望遠(yuǎn)鏡團(tuán)組首席科學(xué)家，研究領(lǐng)域：太陽系天體觀測研究。


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