想像一下,一塊房子大小的巨石正衝向地球——你會怎麼做?臥倒藏好?或者去地下避難所?
小行星是環繞太陽系的大塊金屬和巖石。一部分是小塊的,而其他一部分有幾個足球場那麼大。他們多達數百萬,但他們真的構成了威脅嗎?
簡要回答來說:是的!
因此讓我們來探究一下我們該做什麼來應對這些巨大的太空隕石從而保護自身。
什麼是小行星?
天文學家認為,大多數小行星很可能是退化的行星,或者是在46億年前我們的太陽系形成時,那些從未長大到足以成為行星的小碎片。
小行星可以有自己的衛星——有些甚至有兩個!小行星的形狀幾乎總是不規則的,而且可能有大量的隕石坑,這表明它們的過去中充滿了撞擊事件。大多數小行星(就我們所知道的)都是在小行星帶(火星和木星之間的空間區域)中圍繞太陽運行的,還有許多其他小行星,叫做木星-特洛伊族小行星,都在木星的軌道上運行。
穀神星是已知最大的小行星,直徑950公裡(約590英裡,相當於德克薩斯州的大小),因其體積巨大而被歸類為矮行星。穀神星的質量約佔小行星帶總質量的三分之一。2015年2月,黎明號宇宙飛船向地球發回了迄今為止距離穀神星最近的一張照片。這幅圖像呈現了位於小行星表面的光斑,而關於這些光斑,天文學家至今還無法解釋。
地球附近有多少顆小行星?
太陽系其他地方有許多小行星,有時被稱為「軌道家族」,其中包括大約10,000顆近地小行星或近地小行星。這些隕石沿著太陽附近軌道(或路徑)運行,同時它們的軌道也靠近或者跨過地球的軌道。
這些小行星統稱為潛在危險小行星(簡稱PHA),它們在地球軌道的500萬英裡範圍內,並且足夠大(超過100米)。如果它們撞擊地球,足以引起區域性的傷害。
這意味著,如果有什麼東西(比如之前地球掠過的引力推動)使它們稍微偏離軌道,它們就會構成可能的撞擊威脅。
如果發生撞擊,我們星球遭受破壞的可能性在很大程度上取決於碰撞的小行星的大小。如果小行星有汽車那麼大,那麼我們可能不需要過於擔心。這樣一個相對較小的小行星在到達地球時會被地球大氣層焚毀,並將產生一顆華麗的流星。事實上,美國宇航局只跟蹤直徑大於1公裡(0.6英裡)的小行星。
最新的小行星統計數據來自美國宇航局基於太空的WISE任務,該任務在紅外波段對整個宇宙進行了調查。埃米·邁因策爾博士和她的團隊確定有981個直徑大於1公裡的近地天體(包括約70個尚未發現的近地天體)。
以前的小行星撞擊地球
唯一一次有一手報導的大的小行星撞擊,發生於1908年,西伯利亞的通古斯卡地區。其中沒有重大的人員傷亡,但這主要是由於該地區離撞擊地點較遠。與此相比,8千萬棵樹因為這次撞擊而倒下了。即使在大約2.2億磅重的情況下,通古斯卡小行星也大多是在阿特莫什——西伯利亞上空被引爆的。
因此,在地面零點,或撞擊的確切位置,並不是產生一個大的撞擊坑,而是樹木失去樹皮和枝葉,光禿禿地站著。這意味著撞擊產生的波太快了,在樹枝還沒來得及把它們的能量傳遞到樹的其他部分之前,這些波就把樹的枝條移走了!
小行星撞擊也被認為導致了恐龍(非鳥類)滅絕。路易斯和瓦爾特阿爾瓦雷斯組成的父子物理學家/地質學家小組根據他們對巖層的調查結果,首次提出在恐龍滅絕的時候正好發生了小行星撞擊地球。儘管一些地質學家認為這一聯繫仍有待商榷,但大多數人都認為墨西哥尤卡坦半島的大奇克蘇魯布隕石坑很可能與大規模滅絕有關。
小行星撞擊海洋會引發毀滅性的海嘯,而撞擊陸地或較淺水域會激起足夠多的灰塵和火山灰進入大氣層,阻擋陽光。隨之而來的寒冷、黑暗、塵土飛揚的環境(被稱為「撞擊冬天」)可能會導致大規模物種滅絕,這可能是人類和恐龍永遠無法共存的原因。
美國正在做什麼來監測小行星
不幸的是,一旦一顆小行星撞上地球,除了希望你沒有在錯誤的時間出現在錯誤的地點之外,沒有什麼可以做的。幸運的是,我們擁有防止撞擊的技術。美國宇航局利用雷達、光學和紅外搜索來追蹤大小大於1公裡的近地小行星,或者在撞擊概率很高的軌道上進行追蹤。
阿波菲斯就是這類小行星之一,它在2004年引起了一陣恐慌,當時它的軌道參數表明它將在2029年4月對地球產生影響。然而,隨著天文學家們繼續監視這顆小行星並完善其軌道模型,這能夠排除2029年撞擊的可能性。那時,阿波菲斯將在我們的通信衛星下面的在最近軌道上旅行。
根據當時阿波菲斯的軌跡,天文學家將知道我們是否需要為2036年即下一次它的軌道直接(儘管不太可能)與地球撞擊做準備。
我們怎樣才能使小行星偏轉?
那麼,如果我們發現一顆小行星將要撞上地球,我們該怎麼辦呢?
有人建議用某種炸彈把隕石炸碎。不幸的是,產生的碎片的大小、速度和軌跡幾乎是無法控制的,甚至有可能製造一套全新的問題。然而,如果事件緊急的話,將小行星蒸發成塵埃可能是最好的選擇。
另一種方法是把小行星從它的軌道上推下來,這樣它就會繞過地球。這種輕推,稱為引力拖拉機,可以用附加在小行星上的火箭助推器來完成,或者將一個物體放置在小行星附近,通過它的引力使小行星偏離軌道。
第三種方法是畫出小行星的一面,從而改變小行星的「反照率」或其表面反射的光線。較暗的表面比較輕的表面吸收更多的光(這就是為什麼我們夏天最好穿白色衣服,而不是黑色或海軍藍),由於冷熱兩面而產生的力量差異實際上會影響小行星,足以把它推下去。這種力的不平衡被稱為雅科夫斯基效應,並已經對太陽入射輻射下的小行星進行了測量。
預防難題的另一個重要部分是繼續發送收集小行星信息的太空任務,以便我們更好地了解小行星的大小、形狀、結構和化學組成。 關於小行星,我們知之甚少。知道一些小行星的深度,可以預測類似的參數。這樣的研究也有助於我們更好地知道,當我們發現一顆飛往地球的小行星時,如何使小行星偏轉。
幸運的是,我們有科學家們,比如我的朋友和同事派屈克·泰勒博士,他剛剛參加了羅馬的行星防禦大會,科學家、工程師和救災專家齊聚一堂,討論如何找到和描述可能對地球有害的小行星,以及如何採取行動對抗任何潛在的威脅。
泰勒博士說:「保護地球的最好方法是找到所有可能造成災難性區域破壞的潛在危險的近地小行星。然後,利用光學、紅外和雷達望遠鏡的詳細觀察,可以確定小行星是否構成風險,並指導我們如何作出反應,是通過偏轉任務,還是通過協調一致的撞擊前和撞擊後的應急反應。」
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. Sabrina Stierwalt- Yoha-quickanddirtytips
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