如何面对天外危机──小天体的撞击?——中新网
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    如何面对天外危机──小天体的撞击?
2009年02月16日 17:14 来源:中新网-华文报摘 发表评论  【字体:↑大 ↓小
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  在太阳系中,除了八大行星外,还存在着为数众多的小行星和彗星,这些小天体在运行中不时会接近、甚至撞上其它行星。1994年,舒梅克–利瓦伊九号彗星(Shoemaker-Levy 9)在接近木星时,被引潮力扯碎为21块碎片并撞上木星,引发一连串的大爆炸,澳洲国立大学的太空望远镜拍下了当时的画面,震撼全球(见图),并且让人们开始注意到小行星或彗星可能带给地球的威胁。

  可能会撞上地球的小行星或彗星统称为“近地天体”(near-Earth object, NEO),目前估计长度超过一公里的近地天体约有2000个,这些小天体万一与地球相撞,估计会造成全球1/4的人口灭绝;即使小一点的,例如长100米的小天体,也足以毁掉好几个台湾,而这种近地天体的数量估计多达30万个。

  近地天体撞到地表时,会造成一个比自身直径大10倍的洞,而实际破坏的范围更远超于此。以造成恐龙灭绝的数公里长的近地天体来看,显然全球都蒙受其难;即使小一点的,如1908年一颗仅长数十米的小天体撞上西伯利亚,也毁了方圆40公里内的森林,爆炸威力相当于600颗广岛原子弹。

  撞击威力之所以会那么强大,原因在于速度太快。已知火箭脱离地球所需的速度至少每秒11公里,若地球重力吸引一颗原本静止在外层空间的小天体撞进来,撞击速度至少如此,加上近地天体在地球附近时并非静止,而是以大约每秒10几公里到数十公里的速度绕行太阳,若真的发生撞击,速度极可能超过每秒30公里。一般炮弹落地的速度还不到每秒2公里,比炮弹重千万倍以上、速度又快那么多的近地天体若撞上地表,可以想见后果有多严重。

  威胁程度

  近地天体的轨道可分为三种:阿波罗(Apollo)、阿托恩(Aten,埃及神话中的朝之太阳神)和阿穆尔(Amor,即爱神丘比特),其中和地球轨道相交的阿波罗和阿托恩对地球较有威胁性;另外还有一种“地内天体”(inner Earth object, IEO),这类天体的轨道也可能很接近地球轨道,不过目前仅发现六颗。

  国际天文联合会(IAU)现在的定义是:只要和地球最近距离小于0.05天文单位(AU,地球与太阳的平均距离,1AU约为1.5亿公里)且体积够大,就列为“潜在危险天体”(potentially hazardous object, PHO)。

  这些天体的危险程度,则合并考虑碰撞机率以及撞击时所释放的能量,分为0到10级,数字越大表示对地球的威胁越大,称为“杜林灾难指数”(Torino Impact Hazard Scale)。目前只有两颗近地天体被列为2级,其它均为0级或1级。

  虽然长100米的近地天体估计数量多达30万个,但目前看来对地球具有威胁性的却寥寥无几,原因就在于宇宙实在太空旷了。台湾中央大学天文所教授陈文屏举例:若地球是桌上的一粒盐,太阳就像是4米外的一颗西红柿,木星则是20米外的木瓜子;会威胁地球的近地天体主要来自10几米外的小行星带,是远比盐粒更小的颗粒,尽管有一部份公转轨道与地球公转轨道相交,但要撞上的机率还是很低。

  观测近地天体

  要决定某颗近地天体的危险程度,得先由世界各地的天文台对该小天体进行多次观测,再根据其移动轨迹计算轨道,并估算未来与地球的接近程度,然后将结果汇集到国际天文联合会的小行星中心(Minor Planet Center)进行统计。

  到今年1月14日为止,我们已经观测到1009个潜在危险天体,其中比较大的如编号1991 BA的小天体(以最接近地球时的年份来编号),长度约5~10公里,1991年距离地球仅约10万公里,不到地月距离(约38万公里)的1/3。

  近几年观测设备益发精良,能够侦测到越来越小的天体,例如2004 FH仅长30米,距离地球只有破纪录的43000公里;但没多久,这个纪录就被2004 FU162打破,这个小天体距离地球最近时只有6500公里,不过由于长度只有6米,就算真的落入地球,也很可能在大气中就燃烧殆尽,所以并未引起太多关注。

  然而,却也发生过小天体造访地球后,天文学家才后知后觉的情形,2002年6月14日,长100米的2002 MN从距离地球不到12万公里处掠过,天文学家直到三天后才发现,而且这样的情况还发生过不只一次。

  由于还有很多近地天体没被发现,为了掌握更多近地天体的行踪,以便提早警觉、甚至设法预防碰撞,美国前总统小布什在2006年颁布了“乔治•布朗近地天体调查法案”,要求航天总署(NASA)在一年内提出清点近地天体的方法及所需预算,以及改变其轨道的方案,目标是在15年内找出90%以上长度大于140米、近日点小于1.3AU的近地天体。

  陈文屏表示,目前最受瞩目的探索近地天体的计划,是美国、德国、英国和台湾合作发展的“泛星计划”(Pan-STARRS),预计在夏威夷毛纳基峰建造四座口径1.8米、一次可看到7度×7度星空(月亮的视角约0.5度)的超广角望远镜,使用14亿画素的超高分辨率相机,每30秒拍一张照片,约4~7天可以巡天一次(把整个夜空拍一遍),然后再拍下一轮,比对前后两张相隔数天的同角度照片,找出新亮点及亮度和位置发生变化的星体,就可进行追踪,确认是否为新的近地天体。

  找到近地天体后,下一步是详细推算轨道,这是最困难的部分。由于近地天体的轨道受到木星、土星的影响很大,因此要在计算机上输入各相关星球的轨道来进行模拟;若是彗星则更复杂,因为彗星是由冰雪和尘土构成的“脏雪球”,靠近太阳时会受热喷发,产生像火箭一样的推进力,轨道更难以预估,而彗星占了近地天体的30%左右。

  2004年12月,就曾有一颗长300米的小行星2004 MN4,一开始天文学家分析其在2029年或2034年撞上地球的机率是1/300,杜林灾难指数4级,但过了几个月后,修改为1级,即撞击机率接近0。

  陈文屏认为,以现在的科技水平,几十年内的轨道应该都可以算得很精确,之所以会出现这么大的差距,是因为常有天文学家在一开始获得新发现小行星的轨道资料还不够多时,就急着计算,深怕来不及在大难临头之前昭告天下,但等观测数据更多、确认清楚小行星过去的轨道了,再计算未来的轨道时,才发现当初的计算有误。

  (摘编自台湾《科学人》杂志2009年2月号 作者:李名扬)

【编辑:官志雄
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我国实施高温补贴政策已有年头了,但是多地标准已数年未涨,高温津贴落实遭遇尴尬。
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