小行星“阿波菲斯”撞地球——2068年真正的世界末日？

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　　作者：Ian J. O'Neill

　　编译：郑修肸 魏麟鉴

　　校对：杨欣冉 游小波 王靓

　　编排：李竹海

　　后台：库特莉亚芙卡 李子琦 徐⑨坤 胡永葳

　　原文链接：

　　https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-analysis-earth-is-safe-from-asteroid-apophis-for-100-plus-years

　　还记得9年前火遍全球的灾难片《2012》吗？那个在当时被群众媒体疯狂炒作的世界末日，在如今看来是多么令人哭笑不得。而那个世界级谣言就和我们今天要谈的小行星“阿波菲斯”有关。

　　自2004年99942号小行星——“阿波菲斯”被发现后，我们就把它视为可能撞击地球的最危险的小行星之一（这正是它以古埃及混乱和黑暗之神——“阿波菲斯”命名的主要原因）。不过，随着天文学家对“阿波菲斯”的持续跟踪，我们对它的运行轨道有了更加理性的认识，先前的猜想也随之而破。

　　99942号小行星——“阿波菲斯”全貌图

　　目前，在一项新的雷达观测活动的基础上结合精确的轨道分析，天文学家预测，至少在本世纪内，阿波菲斯”不会撞击地球，我们完全不必杞人忧天。

　　据估计，“阿波菲斯”直径约340米。作为一颗可能对地球构成严重威胁的小行星，在天文学家预测它将在2029年气势汹汹地直逼地球后，它就成为了人们的“眼中钉”。不过谢天谢地，在对近地小行星（NEO）的反复观测后，2029年“阿波菲斯”不会带来“生物大灭绝”。进而，将在2036年发生的另一次近距离接触造成的潜在撞击风险也被随之排除。

　　在3月5日前后“阿波菲斯”近距离飞越地球时，天文学家抓住了这一大好机会，利用威力无比的雷达观测，精确地完善了“阿波菲斯”围绕太阳运动的轨迹计算，从而排除了这颗小行星在2068年以及之后相当一段长时间里的威胁。

　　“阿波菲斯”经过地球时的运动轨迹

　　来自美国宇航局近地天体研究中心（CNEOS，由位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室管理）的戴维德·法诺齐亚说：“2068年‘阿波菲斯’撞击地球？不可能的事。我们的计算显示，至少在未来一百年内，它不会有任何撞击地球的威胁。光学观测与雷达观测双管齐下，到2029年这期间的“阿波菲斯”运行轨道的误差从几百千米减小至仅有的几千米。得益于更加精确的位置和轨道计算，我们现在可以将‘阿波菲斯’从风险清单中删除了。”

　　法诺齐亚提到的风险清单其实就是CNEOS的“哨兵风险表”，这张表记录了一些运行轨道离地球很近的小行星，这些小行星对地球的潜在威胁是绝对不可忽视的。基于最新的发现和计算，“阿波菲斯”不再包含在风险清单内。

　　在光学望远镜和地面雷达的帮助下，CNEOS的超算列阵不仅可以得出每一个已知近地天体的轨道特征以改进长期的危险评估，它还能够计算出高精度的轨道，用以支持NASA的行星防御协调办公室（PDCO）。

　　图片来源：NASA/JPL加州理工学院和NSF/AUI/GBO

　　这些“阿波菲斯”的图像是由位于加利福尼亚州“金石”深空通信中心的无线电天线和西弗吉尼亚州的格林·班克望远镜共同记录的。这颗小行星距离地球1700万千米，每个像素的分辨率为38.75米。

　　科学机遇

　　为了能够获得关于“阿波菲斯”最新的计算结果，天文学家看中了位于加州巴斯托附近“金石”深空通信中心的无线电天线，用这根70米口径的无线电天线来精确追踪“阿波菲斯”的运动。“虽然‘阿波菲斯’最近离地球很近，但它距地球仍有大约1700万千米这么远。但即便如此，我们依旧能够获取如此精准的信息——精确度差不多是150米。”，来自喷气推进实验室并领导“雷达行动”的科学家玛丽娜·布罗佐维奇如是说道，“此次雷达观测不仅排除了任何可能的撞击风险，同时也让我们迎来了一个绝佳的科学机遇。”

　　“金石”无线电天线从60米扩张成70米的施工图（NASA/JPL-Caltech）

　　“金石”还与西弗吉尼亚州那座镜面达100米×110米的绿岸望远镜合作，希望能够对“阿波菲斯”成像——“金石”发射无线电，绿岸望远镜则接收传回的信号并描绘成像——这是一次“双机”探测，能够将接收到的信号强度提高一倍。

　　绿岸望远镜是当今世界上最大的可自由移动射电望远镜（但非最大的射电望远镜，后者为贵州的Fast）

　　尽管“阿波菲斯”的雷达成像图像不太清晰，但这些图像的分辨率仍可达到每像素38.75米（127英尺）。正如布罗佐维奇所言，“考虑到这颗小行星距地球有1700万千米那么远，也就是地月距离的44倍，那这样的分辨率就已经很好了，它代表着‘前无古人’的非凡革命。想象一下，假如你的双筒望远镜和这个雷达所成像的图片有着一样的清晰度，你就能够轻而易举地在西藏拉萨阅读北京某家餐馆的晚餐菜单。很酷，对吧！”

　　在“雷达行动”的小组成员们深入分析获取的数据后，他们希望能够更多地了解“阿波菲斯”的形状。之前的雷达观测结果显示，“阿波菲斯”具有“双叶形”，或许是花生状的外观——这在直径大于200米的近地小行星中是相当普遍的，它至少有六分之一的可能性是“双叶形”。

　　天文学家还致力于更加深入了解“阿波菲斯”的自转速度和自转轴（称为自转状态）。这一信息能够推算出“阿波菲斯”在2029年进入地球引力场时会以怎样的方向飞越地球。接近地球时，它的自转状态可能会发生改变，甚至发生“小行星震”。

　　2029年4月13日，“阿波菲斯”将经过距离地球表面不到32000千米的地方——这甚至比地球同步卫星还要近。届时，位于东半球的人们不需要借助单筒或是双筒望远镜就能够看到它飞越地球的场景（巨大的“花生”擦过地球，这样的场景，固然震撼，确然恐惧，译者不禁想到了《三体》中“三日凌空”那炼狱般的情景）。“阿波菲斯”从地球上空划过，不仅是一场可以观赏的无与伦比的视觉盛宴，对于天文学家们而言，这更是对太阳系中那些近在咫尺的神秘宝藏的细细端详，此之谓“造物者之无尽藏也”。危机解除，好奇心却不减，这就是科学的探险之路吧。

　　“在我大学毕业后开始着手研究小行星时，‘阿波菲斯’是危险小行星的典型代表，”法诺齐亚说，“看到它在风险清单中被剔除时难免会产生一种庆幸和死里逃生的感觉。另外，我们所有人都期盼着2029年，它近距离与人类打招呼时，天文学家能够和它碰撞出怎样的火花。”

　　责任编辑：邱煜欣

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　　LIGO中的一个干涉仪

　　位于美国Hanford和Livingston的LIGO于2015年9月14日首次观测到了引力波，该引力波来源于双黑洞合并，这又一次证实了爱因斯坦的相对论理论，并打破了爱因斯坦的’‘引力波不可能为人类直接观测’‘的论断，并获得了2017年的诺贝尔物理学奖。LIGO由两个干涉仪组成，一个位于Hanford，一个位于Livingston，每个干涉仪由两个长4公里的臂组成，其原理源自迈克尔逊干涉仪。LIGO立项于20世纪90年代，在众人都不看好的情况下，美国国家科学基金会（NSF）依旧坚持拨款，升级设备，最终成就了这项物理学上伟业。这再次证明基础领域的研究是一项长久的工作。

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