一个月前，一颗小行星曾撞向地球！

图片来源|GPT-4

已经贴脸冲过来啦！

欧洲中部时间1月21日早晨1:08分（大概11天前），美国航空航天局的小行星防御办公室（NASA’s Planetary Defense Coordination Office）的官方发布了一条推文，表示一颗小行星将在1:32am——这条推文发布后约半个小时——到达德国柏林以西的上空。

美国航空航天局的小行星防御办公室的推文截图|图片来源：X

随后，小行星如约而至，在进入大气层后解体。当然它对地球并无威胁，NASA也在推文中表示，它只会形成一个“无害的火球”。

撞击前不到三小时被发现

这是一颗直径约为1米的小行星，编号2024 BX1。在它撞向地球的不到三个小时之前，匈牙利天文学家克里斯蒂安·萨涅茨基（Krisztián Sárneczky）在布达佩斯附近的天文台观测到了它。70分钟后，NASA用于侦察近地小行星的Scout系统报告：2024 BX1撞击地球的可能性为100%。

在它进入地球大气层，解体燃烧的24分钟前， NASA的小行星防御办公室发布了开头提到的这条推文。随后，德国当地不少居民都看到了夜空中划过的这颗绚烂火球。

事实上，在2024 BX1进入地球大气层的95分钟前，Scout系统才确认它将撞向地球。虽然它只是一颗对地球没有威胁的小行星，没有及时被发现，也并无大碍。但想象一下，如果将来有更大的小行星撞向地球，却没有被提前观测到，那将带来难以预料的损失。

差点毁灭城市的小行星

这样的担忧并非杞人忧天。

2013年2月15日的清晨，迎着日出，一颗直径约为20米的小行星以每秒19千米的速度进入大气层，在俄罗斯车里雅宾斯克州上空45～25千米处爆炸解体，同时释放了大约500千吨TNT炸药的能量，威力相当于一颗W88核弹头。它产生的冲击波破坏了数千栋建筑物，大约 1500人因此受伤，所幸没有人在这次事件中身亡。

2013年俄罗斯车里雅宾斯克州上空的小行星|图片来源：Alex Alishevskikh/wikipedia

这是一个多世纪以来撞击地球的最大的小行星。上一次同尺寸小行星来袭事件发生于1908年，一颗直径在30米～40米之间的小行星，在沙皇俄国的通古斯距地面6～10千米的上空爆炸，释放出相当于10～15兆吨TNT炸药的能量，摧毁了近2200平方千米的森林，几乎没有留下任何生命痕迹。

通古斯大爆炸后的森林|图片来源：N. A. Setrukov

“如果撞击再晚两个小时，（这颗小行星）就可能摧毁整个圣彼得堡市，”澳大利亚南昆士兰大学的天体物理学教授永蒂·霍纳（Jonti Horner）在一篇文章中评论道。

通古斯上空爆炸的小行星没能被及时发现，是因为当时（1908年）的科学技术远不如现代发达。但到了2013年，小行星在撞击地球之前，竟也没能被任何机构或科学家观测到，这难免让人有些费解。

原来是因为太阳

在太阳系内，一个天体运行的轨道如果有部分和太阳间的距离在0.983～1.3倍天文单位（地球到太阳的距离）之间，那么它会被归类为近地天体（near-earth object，NEO），这样的轨道让它有可能接近地球。

人类已知的近地天体。统计截至2018年1月|图片来源：NASA/JPL-Caltech

这些天体越大，对地球威胁就越大，但反而更容易被观测到。截至2023年8月，天文学家已经发现了32 412颗近地小行星。其中，直径大于140米的潜在威胁天体发现了10 541颗，但预计还有14 000颗没有被找到。此外，天文学家预计还有50颗直径大于1千米的小行星没被观测到。

不同尺寸小行星撞击地球的频率|图片来源：esa

而尺寸较小的小行星威胁相对较小，但它们撞击地球的频率却更高，且靠近地球时更难被发现。比如，11天前落入德国上空的2024 BX1直径约为1米，其实大概每两周就有一颗大小相似的小行星撞向地球，但我们目前只有8次成功在这些小行星撞向地球前观测到它们。

除了尺寸，还有一个重要的因素会影响我们观测这些即将靠近的小行星——太阳。我们能观测到小行星，是因为它们反射的太阳光能从地球探测到。但当它们离太阳越近，反而越难被看到。因为太阳的强光会掩盖它们的行踪，尤其是凌日的小行星，极难被发现。

这也是2013年那颗小行星没有被提前观测到的主要原因，它便是从接近太阳的方向靠近地球的。

这种情况下，不管是什么尺寸的小行星，都可能被在地球上观测的天文学家忽略掉。比如，一颗可能撞向地球，直径为1.5千米（直径是2013年撞向俄罗斯的小行星的75倍！）的小行星，直到2022年才被天文学家发现。它位于金星附近，但长期与地球位于太阳的两侧，在地球上极难观测到。科学家表示，尽管目前这颗小行星对地球无害，但随着时间的推移，它的运行轨道会发生变化，以后可能会越来越接近地球，存在潜在的威胁。

需要上天

因此，为了应对可能从太阳盲区袭来的小行星，我们只在地球上观测是不够的。目前，NASA和欧洲空间局（ESA）各有计划发射航天器，以专注于搜寻位于太阳盲区的近地小行星。NASA的“近地天体探测者”（NEO Surveyor）航天器计划于2027年发射，ESA的“红外近地天体任务”（NEOMIR）航天器仍处于早期规划阶段，最早将于2030年发射。

欧空局的“红外近地天体任务”NEOMIR|来源：esa

两个探测器发射升空后，都将位于地球与太阳之间的第一拉格朗日点，与地球和太阳保持相对静止。在太空中，两个航天器可以通过红外线探测小行星发出的热量，这些热量不会被太阳光淹没，也不会被地球大气层吸收，因此相比地面观测，它们能看到更接近太阳的小行星。

NEOMIR主要关注可能撞击地球的任何天体，如果再有直径20米左右的小行星撞向地球，它可以提前三个星期发现，给地球预留足够的时间来应对。而“近地天体探测者”则主要观测直径在140米以上的潜在威胁天体。两个探测器相互配合，便能更早地发现从太阳方向袭来的可能撞击地球的小行星，给我们更多的应对时间。

如何应对

对于即将撞击地球的小行星，不论尺寸多大，只要能提前发现它们，我们就多了几分提前应对的余地。科学家已经设计了很多方案使可能撞击地球的天体稍微偏离轨道，从而与地球擦身而过；或者直接使用武器摧毁来袭的小行星。

偏转小行星可能的方式|图片来源：《环球科学》2021年7月刊

例如，北京时间2022年9月27日早上7:14，NASA就用双小行星定向测试（DART）航天器撞击了一颗小行星，成功使其轨道周期缩短了32分钟，这便是人类用自己的力量改变小行星轨道的一次勇敢的试验。

这些准备都是为了将来的潜在威胁提前做准备，尽管目前的地球看起来岁月静好，但我们永远不知道明天和意外哪个先到。比如，一个叫做贝努（Bennu）小行星，其直径达到了500米，将在2054年9月30日和2060年9月23日接近地球。但科学家估计，贝努有1/2700的可能性会在2182年前撞上地球，撞击能量将相当于全世界核武器的总和，我们不得不提前对此做好准备。

贝努小行星|图片来源：NASA

但总之，先享受生活吧，万一明天就有个更大的小行星从太阳的方向冲过来了呢？

参考资料：

https://twitter.com/AsteroidWatch/status/1748860048724332843

https://www.nasa.gov/solar-system/asteroids/nasa-system-predicts-impact-of-a-very-small-asteroid-over-germany/

https://cneos.jpl.nasa.gov/scout/intro.html

https://www.space.com/scientists-discover-near-earth-asteroid-hours-before-it-exploded-over-berlin

https://mp.weixin.qq.com/s/Koa0Yuv1BnWRUX2T2nOTdg

https://theconversation.com/city-killers-and-half-giraffes-how-many-scary-asteroids-really-go-past-earth-every-year-208838

https://www.esa.int/Space_Safety/Planetary_Defence/NEOMIR_finding_risky_asteroids_outshone_by_Sun

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2018/06/Tunguska_devastation

https://theconversation.com/why-dangerous-asteroids-heading-to-earth-are-so-hard-to-detect-113845

https://www.livescience.com/space/asteroids/the-sun-is-blinding-us-to-thousands-of-potentially-lethal-asteroids-can-scientists-spot-them-before-its-too-late

https://www.nasa.gov/directorates/smd/near-earth-asteroids-as-of-august-31-2023/

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac8cff

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063317303884

https://www.jpl.nasa.gov/missions/near-earth-object-surveyor

《环球科学》2021年7月刊：《护盾破碎之后，如何保卫地球？》

《环球科学》2022年3月刊：《行星防御：以攻为守》

来源：环球科学

编辑：雪影

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号

1.2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.