撞击地球?!它真的不来了吗

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1.小行星2024YR4在2032年12月22日撞击地球的概率上升至2.3%,但两天后降至0.28%。

2.2024YR4的直径在40到90米之间,若按一层楼层高三米的普遍水平计算,其直径约为13层到30层的大楼。

3.尽管2024YR4撞击地球的可能性较低,但人类仍需了解其成分、速度和质量,以完善小行星撞地应对机制。

4.为此,联合国认可的组织如IWAN和SMPAG正在进行持续观测,科学家和工程师提出了三种类型的行星防御方法。

5.目前,2024YR4撞上月球的概率逐渐上升,有助于人类观测撞击后产生的物质。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

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作者 | 南风窗记者 任早羽

编辑 | 苏米‍‍

满月一周之后,月光渐渐褪去。以更加黑暗的天空为背景,人类得以恢复对小行星2024YR4的追踪观测。

追踪的理由是:它有可能在7年后的2032年,具体是2032年12月22日,撞击地球。且2月初观测时,其撞击概率已经被提高到了2.3%。

智利的小行星陆地撞击持续警报系统(ATLAS)在2024年12月27日首次观测到2024YR4这颗小行星。此后,其撞击地球的概率就一直处于波动状态。

人类一直在等待一个不被月光干扰,能够再次观测到它的机会。因为科学家们需要更多数据来预测它的运行轨迹,推测其有多大可能最终撞击地球,以便必要时,能够及时启动相应的预警或防御措施。

满月后的观测首先吓了人类一跳,因为2月18日NASA近地天体研究中心的观测结果显示,2024YR4撞击地球的概率上升到了3.1%,其危险程度已经达到了都灵量表中的第三级,它已经成为近20年来唯一一颗抵达三级门槛的小行星。

图片2024YR4的发现图像

但两天后,悬着的心又可以放下了——NASA有了新的观测结果,根据现行预测的小行星运动轨迹,2024YR4撞击地球的概率下降到了0.28%。也就是说,这颗小行星有99.72%的概率,会和地球擦肩而过。很快,观测机构又将概率下调到0.05%。

尽管撞击风险已经大幅度下降,但世界各地的望远镜仍在保持观测,我们仍然需要了解它。状况是,2024YR4正在远离地球,本就又小又暗的小行星将会变得越来越黯淡且难以观测。

2025年4月之后,人类将很难再通过地球望远镜收集到它的数据。

人类需要一直等待,直到2028年2024YR4再次靠近地球。于是“仅剩”的一个多月观察期,反而变得重要起来。

图片黄点表示小行星2024YR4在2032年与地球相遇时的不确定性位置

我们仍有许多疑问需要被解答,比如这颗近地小行星到底有多大的威力,它的撞击概率为何频繁波动,以及未来如果撞击是有可能的,人类是否存在防御的可能。

其实这些疑问都指向一个终极问题:在年轻人爱说“祈祷小行星撞地球”的当代,这种可能性有多大?

01

城市杀手

一个简单的结论是,就算2024YR4撞上地球,它也很难如同灭霸打响指一般,一瞬间掐断所有人类的命运。更大的可能是:如果撞击成真,它将局部破坏地球。

对于一颗小行星来说,其能够产生的威力,主要取决于小行星的成分、运行速度和质量。但遗憾的是,由于2024YR4已经距离地球太远,人类尚未能准确地得知它具体是什么成分——这也是人类仍然需要持续观测的原因之一。

根据已有的观测,科学家们估计2024YR4的直径在40到90米之间(其确切的大小仍不确定)。也就是说,如果按照一层楼层高三米的普遍水平进行计算,那么其直径可以简单估计为一栋13层到30层的大楼。

它的体积与6600万年前引发恐龙灭绝的希克苏鲁伯陨石完全不是一个量级。

图片位于墨西哥湾的希克苏鲁伯陨石坑

根据现有的研究,希克苏鲁伯陨石直径达到12公里(12000米),它给地球留下的,是一个平均直径达到180公里,深30公里的巨型陨石坑。研究人员提到,希克苏鲁伯陨石撞击地球时引发的冲击波,相当于10到11级地震。

这样的剧烈动荡同时引发了大规模湖啸和海啸,灰尘与喷出物遮云蔽日,陆生与水生生物被巨浪甩在一起,而后更多的“次生灾害”发生,改变了恐龙的命运。

虽然2024YR4比不上希克苏鲁伯陨石,不至于“重击”地球,却不意味着,如若撞击成真,我们可以小瞧其威力。

人类的历史中,也的确记载着一些小行星。它们恰好与2024YR4类似大小,我们可以简单地做一次对比。

比如2013年在俄罗斯车里雅宾斯市爆炸的一颗普通球粒陨石。其直径为17到20米,据研究人员测算,这颗近地小行星以每秒19公里的速度冲击地球,总动能达到50万吨TNT——这大约是广岛原子弹所引发能量的30倍。

图片在车里雅宾斯市附近搜集到陨石碎片

它在2013年2月冲击城市上空,爆发出比太阳强烈30倍的光芒,将附近居民灼伤。其穿越大气层后所引发的冲击波,破坏了6个城市约7200座建筑。1491人因这颗小行星受重伤。

116年前,还有一颗更接近2024YR4的陨石“撞击”过地球,人类把这次爆炸命名为“通古斯大爆炸”。这颗直径在100米左右的陨石在穿越大气层后,以空爆的方式发生爆炸,其能量已经超过1千万吨TNT。目击者称,它把天空撕裂开来,而最终,它也确将2150平方千米的森林夷为平地。

也有科学家推测,如果2024YR4冲击地球,其最终产生的能量大约是800万吨TNT。国际小行星预警网络(IWAN)更是进一步测算出了其可能的撞击带。在报告中,IWAN写到,可能发生风险的区域带,横跨东太平洋、南美洲北部、大西洋、非洲、阿拉伯海和南亚。

也就是说,人类将2024YR4称为“城市杀手”,应当是准确的。

02

行星防御

在小说与影视作品中,小行星撞地球经常被描述为一场人类无能为力的天灾。科幻小说往往会这么描述:一旦小行星撞地球,人类或是会进行星际移民,或是躲到地心里生存,或是进入了平行时空,再或者,会有超级英雄出现,帮助人类把小行星移走。

这也使得许多人一提到小行星撞地球,就产生类似于“世界末日”的设想。

但事实上,科技发展到今时今日,人类找到了一些办法,以应对“小行星撞地球”的灾难。尤其,当这颗小行星还没有大到如希克苏鲁伯陨石一般,能够在物理意义上翻天覆地时。

一个前提是,人类已经组建了应对小行星撞地球威胁的组织,比如受联合国认可的IWAN和空间任务规划咨询小组(SMPAG),它们正在对其进行持续观测,并承担着响应近地物体风险的责任。组织的诞生可以是组织共同防御的开始,毕竟小行星撞地球也类似于气候变化,是一种有可能存在“搭便车”问题的集体行为。

图片目前联合国认可的应对可能小行星撞击威胁的团体的概念图

2025年2月5日SMPAG已经召开过一场会议,根据IWAN所提供的小行星数据对撞击风险进行了评估,并预计在小行星“能见期”(至4月)结束后,再次进行评估。

组织之外,科学家和工程师们在理论上提出了三种类型的方法,以保护地球免受小行星的撞击:一种是用航天器撞击目标小行星,第二种则是利用重力牵引的办法,改变小行星的“航线”,第三种是向目标小行星发射核弹,粉碎部分或者小行星整体。

无论是哪种办法,其核心都是促使小行星偏离其原有的运行轨道。而在主动干预方面,人类也已经有了实战。

2022年,NASA做了一次DART试验(双小行星重定向测试)。当年9月,在约10个月的太空飞行之后,DART航天器终于成功撞上小行星卫星Dimorphos,人类第一次确切地知道,航天器撞击小行星之举,是可行的。

图片DART航天器撞上小行星卫星Dimorphos的瞬间

研究人员在后来的数据分析中发现,这次撞击将Dimorphos的运行轨道从11小时55分钟缩短到了11小时23分钟,33分钟的周期改变已经远远超出了NASA最初的轨道周期变化预计。总而言之,实验结果证实,行星防御确可以实现。

仅剩的唯一一个问题则是,我们是否拥有足够多的时间用以搜集数据,筹集资金,为2024YR4量身定做一个航天器?

要知道,受限于距离,人类目前对于2024YR4的了解仍然不多,我们还没有获得决定性数据。而棘手的是,2025年4月之后,这颗小行星就会“隐匿”于太空之中,无法为人类所观测,一直到2028年。

图片黑色箭头表示2024年YR4的演变,开始时都灵级数为0

而从2028年到2032年仅存的4年时间,对于造出一台撞击小行星的航天器来说,其实稍显仓促。

不过,我们无需慌张。毕竟就目前的观测来看,2024YR4撞击地球的可能性已经接近0%。

其实,撞击概率浮动在过去的小行星撞击预测中也是常事。我们常说的“小行星撞地球”,准确来说是指小行星的运行轨迹与地球的公转轨迹产生交汇。而人类可以通过光学望远镜捕捉到小行星反射的光,也可以通过雷达发射波,小行星反射波的方式,对小行星的相对位置进行数据追踪,并由此通过偏心率、半轴长等数据计算出其可能的轨迹,预测小行星未来位置。

在这个过程中,科学家们会推测出无数组可能的小行星运行轨道。而随着观测时间的推移,科学家能够获得的观测数据量会逐渐增大,基于数据量翻倍的数据库,电脑模拟的小行星轨道模型会逐步剔除明显偏移的运行轨迹。

往往,随着科研人员对小行星运行轨道测算精度的上升,小行星撞击地球的概率会呈现出先升高,抵达峰值后迅速降为0的状况。也就是说从历史经验来看,日前引发大家“恐慌”的3.1%概率,很有可能已经是2024YR4撞击地球概率的峰值。

图片2024YR4的轨道及其截至2025年1月31日的位置

新的状况是,2024YR4撞上月球的概率正在逐渐上升,而这反而是部分科学家们希望看到的,因为这将是观测小行星撞击后产生什么物质,物质又如何喷射的良机。

这些答案的获得,恰恰能帮助人类在不受小行星打击的情况下,完善小行星撞地应对机制。

-END-

值班主编 | 吴擎

排版 | 诺言

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