金星轨道上的“隐形舰队”，可能是地球的潜在威胁

隐藏在太阳光中的小行星想象图（图片来源：NOIRLab）

今年初，小行星 2024 YR4可能在2032年撞击地球的消息刷屏，不过幸好随着观测数据的更新，撞击的概率大幅降低。

实际上，过去二十年来，科学家在搜寻环绕太阳、距离地球不超过1.3个天文单位的近地小行星方面取得了长足进展。为了保卫地球，全世界的天文学家们都在夜以继日地扫描天空，希望能尽早发现并追踪这些“不速之客”。

但现在，一项最新研究发出了一个令人不安的警告：我们可能一直忽略了金星轨道附近一大群对地球构成潜在威胁的小行星，原因很简单——它们躲在耀眼的太阳光里，太难被发现了。

目前，这项由巴西圣保罗州立大学天文学家进行的研究已经在学术期刊《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）上发表。

太阳动力学天文台拍摄的金星凌日图像。（图片来源：NASA）

金星轨道上的“隐形舰队”

太阳系的大部分小行星都位于主小行星带，这是一个位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域，据估计其中存在着50万颗小行星。

但此次天文学家关注的这群“隐形杀手”，运行在地球与太阳之间，与金星的轨道非常接近。天文学家将它们称为“金星共轨小行星”。

共轨小行星并非围绕金星本身运行，而是与金星一同绕太阳运行——有时在金星前方运行，有时在金星后方运行，有时以复杂的模式与金星轨道交叉。

位于火星和木星轨道之间的小行星带示意图(图片来源：维基百科)

为什么它们如此难以被发现？

因为这些小行星位于地球轨道的内侧，所以要观测它们，天文学家就必须朝着太阳的方向看。而它们反射的那点微弱的阳光，完全被太阳自身刺眼的光芒所淹没了。

负责此项研究的巴西圣保罗州立大学的天文学家认为，有一批具有潜在危险的小行星，但用现有的望远镜无法探测到。

位于金星轨道内的小行星2025 SC79，绕太阳一周仅需 128 天，是太阳系中轨道速度第二快的小行星（图片来源：卡内基科学研究所）

你可能会说，既然它们在金星轨道上，离地球那么远，有什么好担心的？

问题在于，这些邻居的“脾气”非常不稳定。目前已知的20颗金星共轨小行星，其轨道都高度混乱，平均每1.2万年就会发生一次剧烈变化，科学家们只能可靠地预测它们未来约150年的轨道。

这意味着，在某次随机的轨道变动中，一颗原本稳定运行在金星轨道附近的小行星，可能会突然“脱轨”，向地球靠近，甚至穿越地球的轨道，构成实实在在的撞击风险。

而目前发现的这20颗，可能只是冰山一角，代表着一个更庞大的“隐形舰队”。

研究人员认为，在这群小行星中，可能隐藏着直径约300米的“大家伙”。它们可能形成3至4.5公里宽的陨石坑，释放出相当于数百兆吨TNT的能量。它们一旦撞击人口稠密地区，将引发大规模的灾难。

不同偏心率的轨道示意图，偏心率为0时轨道形状为圆形，偏心率越高则轨道形状更扁（图片来源：维基百科）

如何找到这些“隐形杀手”？

目前，科学家之所以能发现那20颗小行星，是因为它们的轨道偏心率比较高（即轨道的椭圆形状更扁）。这意味着，它们有时会跑到离金星和太阳较远、离地球较近的位置，让科学家有机会在黄昏时分（当太阳刚刚落到地平线以下时）瞥见它们的身影。

但那些轨道更“圆”、更靠近金星的小行星，就几乎完全“隐形”了。

位于智利安第斯山脉的帕穹山之巅的鲁宾天文台，它的望远镜拥有史上最大相机，高达32亿像素。（图片来源：鲁宾天文台官网）

研究人员还探讨了薇拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）能否观测到这些“隐形杀手”。鲁宾天文台今年7月首次投入使用，其望远镜拥有迄今最大的相机，高达32亿像素，但即便如此其观测工作还是会受到太阳光干扰以及低仰角条件的制约。

模拟显示，鲁宾天文台只能在每年特定的时间窗口，才能捕捉到这些“隐形杀手”中的一部分，但研究人员认为这还远远不够。要解决这个行星防御的“盲点”，最好的办法可能是在金星附近部署一个专门的空间望远镜，才有可能发现所有剩下的“隐形潜在危险小行星”。

小行星防御全球在行动

尽管目前要发现金星轨道上的这些潜在威胁还存在困难，但包括我国在内的全球主要航天国家早已在积极构建小行星防御体系。

美国建立了以地基观测为主、天基监测为辅的完整防御网络，掌握了全球约98%的小行星编目数据，并通过“双小行星重定向测试”（DART）任务，在2022年9月首次成功实现“动能撞击防御验证”。

2022 年 10 月 8 日，哈勃太空望远镜的照片显示，在DART撞击后约12天时，小行星“迪莫弗斯”喷发出的碎片形成了长长的尾巴（来源：NASA）

欧空局在2013年成立行星防御办公室，推进监测、数据分析和处置研究；俄罗斯、日本等国也建有多台专用望远镜参与国际监测网络。整体上，全球防御体系以地基监测为基础，正在向天地协同、在轨处置方向发展。

我国自2018年加入国际小行星预警网以来，已形成由中国科学院紫金山天文台、冷湖巡天望远镜、“中国复眼”雷达等组成的多层次监测体系，实现常态化巡天观测与接力预警。

未来，我国还将实施动能撞击演示任务，验证小行星轨道改变技术，计划构建“动能撞击为主、多技术互补”的在轨处置能力，逐步完善天地一体化监测、预警与防御体系，为全球行星防御贡献中国力量。

作者：刘允

审核专家：北京天文馆研究馆员 李昕

本文在科普新媒体平台“蝌蚪五线谱”刊发，经授权发布