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宇宙追星,并非浪漫的“约会”

来源:   发布时间 :2021-11-04  点击量:

人类又躲过一劫!

10月24日,有一颗小行星在距离地球不足3000公里之外的地方,和地球擦身而过。这是有史以来所观测到的第三次近距离掠过地球的小行星,此前科学家们竟没有注意到它。

小行星撞击地球有多可怕,如何阻止小行星这样做?在近期举办的首都科学讲堂之“极简科学课”上,北京大学地球与空间科学学院教授焦维新给大家上了一堂关于小行星的科普课。

千奇百怪的小行星

小行星是指沿椭圆轨道围绕太阳公转的自然形成的固态小天体。关于小行星的大小,美国国家航空航天局(NASA)的定义为:下限是直径1米。还有观点认为是直径10米。“因为只有直径10米以上的小天体在进入地球大气层的时候才不会燃烧殆尽,至少会有一些流星体落在地球表面。”焦维新说,小行星的上限还不能确定,人类已知最大的小行星的直径是529千米。

焦维新形容小行星的形状像“一块骨头棒子”,很不规则。这是因为小行星太小,有的本身可能就是比较大的天体撞击以后产生的碎片,有的可能一开始就比较小,形状也不规则。在长期演变过程中,它自身的引力很小,不可能演变成接近球形,所以其形状可以说是千奇百怪。

那么小行星平时都会在哪里出现?焦维新介绍,按照位置可以分为三种:围绕地球附近转的近地小行星、在火星和木星之间分布的主带小行星和特洛伊群小行星。

小行星撞击地球并非空穴来风

人们不禁要问,浩瀚宇宙,我们为什么要研究如此“不起眼”的小行星呢?

焦维新解释,研究小行星对人类有着重要意义:一是避免近地小行星撞击地球;二是开发利用小行星资源;三是科学研究意义。

焦维新说,近地小行星由于离地球比较近,存在撞击地球的危险,因此我们格外关注近地小行星。近地小行星需要满足近日距(地球距太阳最近距离)小于1.3AU(AU为天文单位,地球到太阳的平均距离定为1AU,约等于1.496亿千米)。“科学家们将对地球有潜在危险的小行星,用符号PHA表示。如果小行星与地球最小轨道交会距离小于或等于0.05AU,H(绝对星等,反映天体的真实发光本领)小于等于22,则定义为对地球有潜在危险的小行星。”焦维新说。

2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克,发生一起小行星撞击事件。这颗直径15米重达7000吨的小行星,在天空划过一道长达10千米长的轨迹后,碎片扎进了切巴尔库尔湖,1491人因此受伤。

还有那些看似浪漫的流星,它们的出现与童话故事里描绘的也并不相同。时间倒回2000年1月18日凌晨,一颗流星体在加拿大育空地区首府白马市26千米上空爆炸,产生巨大的火球,夜空被照亮如同白天。2007年9月15日,一颗流星体撞击到秘鲁西南部一个村庄的水坑中,并在邻近区域散发大量气体。许多当地居民吸入气体后感觉身体不适,应是撞击后短时间内散发出的有毒气体所致。

焦维新坦言,从古至今,小行星撞击地球的危险仍然存在。

第一,海量天体尚未发现。“目前,我们能观测到的数量只有10%左右,仍有许多天体没有被发现,这些天体到底是否存在撞击地球的危险性,我们还不太了解。”焦维新说。

第二,包括短周期彗星等“不速之客”突然来袭,偶然闯入内太阳系,人类更难以确定它的轨道。

第三,雅克夫斯基效应,即小行星吸收阳光和释放热量时对小行星产生的微小推动力。这种力虽小,但作用于小天体,足以对其轨道产生重大影响。


10月16日,美国航天局“露西”号太空探测器升空,开启为期12年的太空旅程,将首次探索在木星轨道内运行的特洛伊小行星群。新华社发(美国航天局供图)

探测小行星具有科学意义

在谈到探测小行星的科学意义时,焦维新表示,小行星虽小,但却是太阳系的老寿星,甚至有些小行星可以提供地球在46亿年前形成时的重要信息。

早在1996年1月,美国“近地小行星约会”探测器就成功发射升空,主要任务是对近地小行星进行探测,以帮助科学家们了解太阳系的形成,经过4年的飞行,于2000年2月14日进入“爱神”小行星的轨道并一直围绕它运转。

值得一提的是,该探测器功能强大的照相机能够测绘小行星表面,并给地面发回照片,其他设备则用于测量小行星的密度、化学成分和磁场。在飞往小行星的过程中,探测器向地球传回了16万张照片与大量珍贵的材料。

“这些小天体可能保留了生命的基本单元是如何被带到地球的关键信息。”焦维新告诉大家,人类对小行星的探寻从未停止。美国小行星探测器“露西”已于今年10月16日奔赴遥远的木星轨道,在未来的12年探测中,“露西”将相继探访8颗不同大小、类型和位置的小天体,为人类首次揭开木星特洛伊小行星的神秘面纱。

最近,一个天文学家发现了距离地球较近的一颗神秘星球,这颗星球被天文学家称为灵神星。美国国家航空航天局准备在2022年年底前发射探测器,2026年年底前抵达灵神星,科学家们希望借此一窥太阳系形成初期的历史。

当然,中国也制定了小行星探测计划。“我们对近地小行星2016HO3开展绕飞探测,随后择机附着小行星表面并采集小行星样品,之后将小行星样品送回地球,这一过程大约在3年内完成。”焦维新表示,上述过程完成后,探测器经地球、火星借力,经历约7年时间飞行到达小行星带,对主带彗星133P开展绕飞探测。探测器配置相关科学载荷,以飞越、伴飞、附着、采样返回等方式,对目标小行星进行遥感探测、就位探测和采样返回,这将成为我国空间科学与深空探测发展的新里程碑。

现实中,小行星们与地球的“约会”并没有那么浪漫。为了我们赖以生存的地球,科学家们正一次次宇宙追“星”,探寻这些小天体的奥秘。


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