近地小行星都飞到家门口了,天文学家为什么没发现?

你希望2020重启吗?

希望。

其实,我们差一点就不用发愁2020年的问题了……

2019年7月25日,一颗名为2019 OK的小行星以70倍音速直奔地球(直径57-130米,撞击威力≈30颗广岛原子弹),在相当于地月之间1/5的距离上跟地球擦肩而过。

在宇宙尺度上,这个距离相当于一颗子弹擦着人的鼻尖飞过去。我们差一点就被2019 OK给KO了。

更可怕的是,直到2019 OK擦过地球的几个小时前,地球上的科学家才监测到小行星来袭。

2020年了,人类有什么办法防止小行星撞地球吗?

地球上确实有一群人在负责地球的保卫工作,他们是怎样防止小行星撞击地球的呢?

我们要先了解一下地球的处境。

地球就像射击场里的大靶子,每天都有大量地外天体不请自来。如果你在某个观测条件好的地方仰望星空,每小时都能看到几颗乃至十多颗流星。

多数流星经过大气层会化为灰烬、供你许愿,直径几米的陨石就能造成灾难性破坏。2013年2月,一颗直径17米的陨石在俄罗斯车里雅宾斯克市上空爆炸,结果1500多人受伤、300多栋房屋被毁,能量相当于50万吨TNT炸药。

一般估算每年有500颗陨石会落到地球表面,但只有五六颗能被科学家找到。而至于撞击后果多严重、会不会城毁人亡,要看小行星的成分、撞击角度以及掉到海洋、森林还是城市。

目前,人类观测确认的太阳系小行星有78.9万,90%在火星和木星之间的小行星带游荡,其中约有2万颗需要高度重视的近地小行星。

依照距离它们被分为阿登型、阿波罗型和阿莫尔型小行星,这里面的10%是高度危险分子(与地球的最小轨道交点距离少于0.05个天文单位,且绝对星等亮达到22等或更亮)。需要说明的是,近地天体的轨道受大天体影响不断变化,轨迹像女人心一样难以捉摸。

所以,才会出现开头所说的2019 OK惊魂事件,它因为飞向地球的时候逆着阳光,导致很晚才被发现。

总的来说,小行星撞地球可以看成概率事件,天体体积越大,撞击概率越小。直径5至10米的小行星平均每年都会造访地球一次,通常在中间层爆炸;

直径50米左右的小行星平均1000年撞击地球一次;

直径1公里的小行星大概50万年来一次;

而直径超过5公里的“文明杀手”,大约一千万年撞击地球一次。6500万年前造成恐龙灭绝的罪魁祸首,估计在10公里左右,相当于从太空向地球丢了一座珠穆朗玛峰。

这是截止2019年底,人类观测到的近地小行星数量

Known NEAs

902 1 km and larger

8913 140 m and larger

21645 all sizes

好消息是,直径1公里以上的近地小行星已经被人类发现了90%;坏消息是,还有10%能让地球生物圈重新洗牌的小行星,我们还不知道在哪儿。

为了在小行星贸然来访前拉响警笛,国际上有多个致力于近地小天体的巡天任务,例如林肯近地小行星研究小组(LINEAR)、卡特里娜巡天系统(Catalina Sky Survey)和小行星陆地撞击持续报警系统”(ATLAS),由ESO资助的近地天体动态网站(NEODyS-2)和NASA的“哨兵”(Sentry)专门负责危险天体的跟踪、轨道确认和编目工作。

在“哨兵”系统中,我们能看到最危险的家伙是小行星29075,直径约1300米,撞击地球的概率是0.012%,预计在2880年靠近地球。

假如真有一颗小行星威胁人类文明,我们有哪些对策?

首先,必须保证尽早发现它,从而留出充足的时间让各国停止内讧、一致对外。

方法一粗暴而不简单,你在科幻电影《天地大冲撞》中见过:动用核武器,要么把小行星炸碎,要么靠爆炸能量迫使其偏离预定轨道。

然而这样硬刚首先要看核武器的库存够不够,另外还有把小行星炸成“天女散花”的风险,而且上一个扛着核弹飞到太空救地球的英雄已经没了……

同样是为了改变轨道,我们可以换种温柔点的方法,用空间探测器发射一个有分量的物体砸向小行星,就像打台球一样。2014年,欧洲航天局罗塞塔号上的菲莱探测器在一颗彗星上成功着陆,证明人类的航天设备能接触到小行星。

另一种可行办法是在小行星旁边放置一艘较大的飞船,通过围绕小行星转圈圈的相互引力,用“引力拖车”的方式将后者推入新的运行轨道。

甚至还有科学家提出过更加佛系的办法,发射一艘飞船,去把小行星涂白,理论上这会通过改变它的热量吸收而影响轨道……

这些办法有用吗?

2019年4月,美国宇航局举行的行星防御会议(Planetary Defense Conference)做了一次模拟:一颗名为2019 PDC的小行星,长260米,宽140米,将在2027年4月29日撞击地球,撞击威力为1-8亿吨TNT当量。

NASA与欧洲、俄罗斯、中国及日本的太空机构合作,在2024年发射了6艘撞击飞船,在当年8月撞击了2019 PDC,并成功偏移了它的轨道。

但在撞击一个月后,科学家观测发现,2019 PDC分裂出一块长80米、宽50米的碎片,继续向地球飞行。改变碎片的飞行方向为时已晚,2027年4月29日,碎片撞击美国纽约曼哈顿,撞击威力相当于500万到2000万吨TNT爆炸。纽约被夷为平地,130万人死亡。

所以,很遗憾地说,防御小行星撞击地球还只停留在理论上。在宇宙中不设防的人类幸存至今,没有像恐龙一样遭遇洗牌,只是幸运的概率。

举个例子,2022年将要造访地球的危险小行星2009-JF1,它撞击地球的概率约为1:3800。这个概率有多高?博彩业为国足夺取2022年世界杯冠军开出的赔率是1:500,国足首先要在主场战胜叙利亚、晋级十二强赛……2009-JF1撞击地球,至少比国足勇夺世界杯还要困难7.6倍。

[1]NASA 称金字塔大小行星 2022 年或将撞地球,概率有多大?地球人该如何应对?知乎

[2]返朴. 小行星飞掠地球却难以监测,是科学家的失职吗? 虎嗅网

[3] Asteroid impact avoidance.wikipedia

[4] Sentry: Earth Impact Monitoring. NASA Sentry

[5] Planetary Defense Frequently Asked Questions.NASA

[6] 1003 NEAs in the NEODyS risk list. spacedys.com

[7]What we would actually do to stop a 'doomsday’ asteroid. BBC