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  • 7天前,我們不知不覺差點被滅絕

      7月31日,一則大“新”聞突然在互聯網上熱傳起來
      就在上周四7月25日,一顆巨大的小行星,突然直奔地球而來,幾乎沒有任何告警時間,就緊貼地球擦邊而過!地球差點就完蛋了!
      剛看到這則新聞時,的確非常震驚,這至少是人類有現代天文學認知以來,距離毀滅性撞擊最近的一次。

      但看了一下細節,跟“人類渾然不覺就突然滅絕了”,其實還差著好幾個量級。

      圖:突然出現在人類視野中,被命名為“2019OK”的小行星

      2019OK小行星若撞擊地球,相當于1億噸當量氫彈爆炸
      這顆小行星的確是在飛越前幾個小時,才被巴西奧利維拉的SONEAR天文臺發現。
      而且可怖的是,由于是迎面直奔而來,所能觀測到的軌道曲線極不完整——因為幾乎看不見弧段。
      所以當時估算的軌道參數不確定性,高達7(0表示良好,9表示高度不確定)。
      設想體會一下,一顆子彈,不,一顆超級原子彈正沖你迎面高速直奔而來,想一想這種令人窒息感覺吧。
      隨后確認,國際標準時7月25日(周四)01:22(北京時間09:22),它以每秒24.5公里、每小時88200公里的較高速度,擦邊掠過地球,距離最近只有73036公里。
      也就是只有月地平均距離(LD)38.44萬公里的0.19倍,相當于不少高軌衛星的高度,在行星尺度上已經是極近距離了。
      這顆小行星按發現時間順序被命名為2019 OK(O代表為7月下半月,K代表時段內發現順序),大小一開始被估計為17~39米,算突發新聞,但還不算大新聞。

      但隨后被進一步的跟蹤觀測,修正為57~130米,這就升格為大新聞了。

      圖:小行星逼近地球的想象圖
      按初測大小,如果17~39米大小的小行星與地球發生撞擊,爆炸釋放的當量大約是60萬~600萬噸TNT。
      根據NASA-JPL近地物體研究中心(CNEOS)的概率估算,這樣的事件大約每80~800年就會發生一次。

      而在現代史上這就已經發生過兩次,一大一小——那就是1908年的通古斯大爆炸、2013年的車里雅賓斯克小行星。

      圖:導致1908年通古斯大爆炸的小行星飛掠方向示意圖。
      1908年的通古斯大爆炸,依最新的勘察測算,當量大約為300~500萬噸TNT,小行星大小大約是30~40米。
      這顆小行星在大氣層中受氣動加熱阻力影響,分裂爆炸的高度,估算為10~6公里,地面砸出了3個直徑為90~200米的隕石坑,但隕石已經氣化。
      而為了紀念這一事件,6月30日也被定為“國際小行星日”。
      2013年的車里雅賓斯克小行星撞擊,當量約50萬噸,小行星大小約17米。

      由于體積小,受氣動摩擦加熱影響大,爆炸高度預估在70~30公里,隕石碎片留下了最大直徑6米的撞擊坑,事件共造成1500人受傷。

      圖:2013年車里雅賓斯克小行星撞擊事件現場圖
      所以按最初的估計,2019 OK貼近地球,還不算特別大的事。
      但如果按新的測算大小,如果發生撞擊的話,當量將高達2000萬~2億噸。
      按概率,這個級別的撞擊至少要1500~15000年才會發生一次。
      這在進入文明時代后的人類史上或許有過,但沒有留下目擊記錄,或者落入了海洋里。
      而人類爆炸過最大的“沙皇氫彈”—— 1961年10月30日蘇聯在新地島用圖-95扔下去的АН602,當量是5000萬噸,爆炸高度4200米。

      結果火球閃光在1000公里外的地方都可看見,產生的蘑菇云高達64公里,沖擊波、熱輻射殺傷范圍超過50公里,破壞范圍近100公里。

      圖:人類爆炸過當量最大的“沙皇氫彈”
      那么如果2019 OK小行星落到陸地上,必將造成區域性毀滅。因為僅按平均值80~90米估算,那就是近1億噸的當量。
      當然一般來說,墜地小行星,大部分將按概率落入占地球表面積70%的海洋,那就要好一點。而且地球陸地上大部分地區也都是無人居住的,像荒原、凍土、沙漠——
      所以即使這樣大小的小行星撞擊了地球,它也有可能并未傷害太多人——

      2004年印尼大海嘯是地震10億噸當量引發的,也只是10多米高的海浪,這個只是十分之一威力。

      圖:小行星直徑與被殺人數的估算,來自英國曼徹斯特大學的研究,發表在《地球物理快報》上。
      可怕的不測小行星
      這件事最令人震驚的,還不是一顆小行星差點撞擊地球,而是為什么在遭遇前幾個小時才被發現?
      這一點已經以讓人類感到恐慌。
      因為直徑100米級別的近地小行星,被天文學家所掌握的比例,估測僅有5%。
      它們數量太多。目前人類的觀測能力還力有不逮,而且其實它們也非常常見。
      在太陽系里無數小行星來來去去,經??梢耘既豢吹揭粔K飛馳的太空巖石,幾天后它就消失了——可能未來幾十年內都無法再觀測到。

      僅僅今年前7個月,飛進地月距離(1LD)以內(按太空尺度非常非常近了)的小行星/太空巖石,就有32起。整個2018年則有77起。

      在2019的這批掠地小行星里面,有更近的AS5(1.5萬公里),也有尺度相當、就在前一天剛剛飛掠的OD(0.93地月距離)。

      圖:各欄依次是小行星編號、最接近時間、與地球距離單位(地月距離LD|地日距離AU)、小行星長度估算
      當然,距離如此之近、體量如此之大,OK確實是獨一份。﹛2000萬~2億噸的當量,也足以讓人類感到后怕。
      現在倒推軌道計算,2019 OK上一次接近地球是2017年2月。然而當時的軌道距離超過4000萬公里,不可能被發現。

      另外,根據7月24日飛掠地球時空間關系測算,如果2019 OK軌道有些許時間偏差,或者受到地球引力影響,KO上地球,撞擊點應該也是大西洋中央,最糟也是落入人口稀疏的非洲中部,不至于會對人類造成全球性影響。

      圖:2019 OK的軌道示意圖
      其實在此之前,天文學家一直最關注的,本來還是10月3日軌道要與地球擦肩的2007 FT3。
      這顆小行星直徑估測約260~595米,置信值大約340米,重達5500萬噸,如果擊中地球,那么當量將相當于27億噸TNT。這樣的撞擊概率為10萬年一次。
      當然,天文學家一直在密切跟蹤它的軌道,不斷校正最新數據。根據最新觀測結果,它通過地球最近點的距離將超過42萬公里,超過月地距離。
      天文學家確信這顆小行星撞擊地球的可能性很小,雖然不絕對為0,而是0.0000092%,即1100萬分之一,實際上等于0。
      另外還有一顆撞擊概率較高的2006 QV89,這是一個直徑約40米的小行星,也就是接近造成通古斯爆炸的大小。
      根據2006年8月發現時,追蹤10天的軌道觀測計算,它在2019年9月9日與地球相撞的幾率是7300分之一。但這與需要采取行動的百分之一概率還相去甚遠。

      由于2006 QV89體積更小,最近歐空局和歐洲南天臺才重新發現了它的軌跡,再次確認不會撞擊地球。

      圖:2006 QV89小衛星軌道示意圖

      事實上,在NASA和歐空局天文學家的觀測名單里,列有約850多個可能對地球產生威脅的小天體。
      直徑300米以上、軌跡曾經出現被捕捉過,按計算有可能接近(注意僅僅是接近)造成威脅的,也都被列入觀察。
      像這樣體量的小行星如果撞擊,當量為20億噸TNT,大約每7萬年發生一次。
      直徑達1公里級別的近地小行星,軌道更是幾乎都在人類的密切掌控當中。
      這樣的小行星如果撞擊,當量為1000億噸TNT,大約每70萬年發生一次。

      至于要造成地球物種大滅絕——比如2.5億年前二疊紀末大滅絕、6500萬年前白堊紀末大滅絕這兩次天地大撞擊,那需要一顆直徑10公里的小行星,概率是一億年以上。

      但難度在于直徑300米以下、乃至150米以下。這也能造成多達20億噸、至少也有3億噸的巨大爆炸,足以重創人類文明。
      人類發現小行星的手段日益精進
      美國國會一直在敦促NASA探測和追蹤可能威脅地球的小行星。1998 年,美國國會要求 NASA 在 10 年內找到直徑大于 1 公里的近地小行星。
      2005 年,美國國會將這一目標擴大到 90%以上、直徑140米以上的  近地小行星。到目前為止,科學家們掌握了大約 25000 顆,估測掌握率 30%,還遠遠不夠。
      像在那個2019年的32起掠地小行星清單里面,還不包括MO。

      這顆如冰箱大小的太空巖石,6月22日UT 21:30被位于夏威夷的太空望遠鏡看到后幾小時,就與地球大氣層相撞,并在波多黎各正南方向的天空爆炸。當量為3000~5000噸。

      但總的來說,現在的近地小行星并不比是過去以前增多了,只是人類越來越善于發現它們,參與小行星觀測的機構也越來越多。
      像倒推到不久前的2002年。1月7日,一顆有﹛三個足球場大小﹜的小行星在離地球兩個月地距離的地方越過,在越過前一個月才發現它。

      3月8日,一顆相當于﹛18層樓大﹜的小行星在離地球48萬公里處飛過,只比月地距離大一點。結果路過時竟完全沒有被察覺,直到4天后它在太陽的照耀下發光,人們才在黑暗的天空中發現了它,編號為2002EM7。

      圖:如果在深邃的太空中發現小行星是很大的技術難題
      而到了7月9日,天文學家新發現一顆﹛直徑2公里﹜的小行星2002 NT7,最初計算它將在2019年2月1日與地球相撞,﹛近萬億噸的爆炸威力足以讓人類滅絕。
      這一消息迅速引發了恐慌,主流媒體紛紛跟進。隨后經過半個月的跟蹤觀測和計算,碰撞概率先是下降到百萬分之四,最后完全排除了相撞可能。
      最后,在2019年2月1日,2002 NT7與地球的距離實際高達半個地日距離,也就是壓根差不著邊的位置。但這股恐慌傳言一直延續流傳到2018年。

      現在,天文學家的設備和技術在發現小行星上可以做得越來越好。紅外光波探尋近地天體技術的應用,使目前已知的近地天體數量大幅增加,而隨著空間望遠鏡的部署,人類的視野可能會更加開闊!

      圖:人類的探測手段日益精進。
      人類能在小星球撞擊地球前改變其軌道嗎?
      最后,蘊含﹛1億噸爆炸能量﹜的2019 OK事件,還是再次提醒人類,還是有必要做好準備,掌握直徑30米以上的小行星,至少要在撞擊前有足夠時間準備。
      這就需要更多的天文望遠鏡,需要更多的資金和人力投入,持續改進尋找和追蹤潛在危險小行星。
      最后,還需加速小行星防御技術的加速發展。所以,NASA已經開始測試地球防御系統。
      按計劃,NASA的DART飛船將于2021年發射升空,這艘飛船的目標是小行星“迪戴莫恩”(Didymoon)——一個雙小行星系統的“小個子”成員。

      2003年11月,這顆小行星曾經與地球軌道相近,距離為590萬公里。阿雷西博天文臺的射電望遠鏡對這個雙小行星系統進行了觀測,獲取了雷達圖像?!暗洗髂鳌杯h繞個頭更大的小行星“迪戴莫斯”(Didymos)運行。

      圖:小行星“迪戴莫恩”雷達圖像
      2022年10月,DART飛船將以大約每小時2.17萬公里,也就是每秒6公里的速度撞擊“迪戴莫恩”。
      雖然這種撞擊只能略微改變來襲小行星的速度,但如果盡早發現襲擊者,及早干預,隨著時間的推移,速度的微小變化也足以讓來襲小行星的軌道發生較大偏離,進而讓地球幸免于難。

      能否利用所謂的“動能撞擊器”技術,成功改變小行星“迪戴莫恩”的軌道,屆時便可見分曉。

      圖:DART飛船撞擊“迪戴莫恩”小行星可改變其軌道。
      說到底,在地球文明已經發展到這個程度的今天,如何真正終結小行星撞擊地球的毀滅性事件,這關乎全人類的命運……


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