聽到小行星撞擊地球,我們可能并不陌生。遠到大約6600萬年前那次可能導致恐龍滅絕的小行星撞擊事件,近到1908年的俄國通古斯大爆炸,再到2013年發生在俄羅斯車里雅賓斯克州的爆炸,都令我們對小行星威脅地球感到擔憂。天文學家在2024年年底新發現的一顆小行星,讓這種擔憂再次出現。
2024年12月27日,美國夏威夷大學部署在智利里奧烏爾塔多的“小行星撞擊地球最后預警系統”(ATLAS)的望遠鏡在執行美國國家航空航天局(NASA)的近地小行星搜索任務時發現了一顆新的小行星,這顆小行星被臨時編號為2024 YR4。此后,國際小行星預警網絡(IAWN)的天文臺對這顆小行星進行了后續觀測,并在更早時間的12月25日和26日的存檔圖像中也發現了這顆小行星的蹤跡。
▲發現2024 YR4的圖像(來源:NASA)
隨著觀測的進行,天文學家對這顆小行星的大小和軌道等情況有了更多的了解,他們估計2024 YR4的直徑在40米到90米之間。美國國家航空航天局噴氣推進實驗室近地天體研究中心(CNEOS)和歐洲空間局近地天體協調中心(NEOCC)等機構還各自獨立計算了這顆小行星撞擊地球的概率并形成了共識:1月27日時,他們的計算結果顯示2024 YR4在2032年12月22日撞擊地球的概率超過1%。
這么說來,2032年有一顆小行星有可能會撞擊地球?(雖然概率剛剛超過1%)
在有了更多的觀測數據后,天文學家可以更加精確地計算這顆小行星的軌道和撞擊概率。1月27日之后,撞擊概率一直在增加:1月29日時為1.3%,2月5日時為1.6%,2月7日時則為2.3%。根據目前的計算,如果撞擊真的發生,那撞擊點可能位于橫跨東太平洋、南美洲北部、大西洋、非洲、阿拉伯海和南亞地區的帶狀區域的某個地方。這個尺寸的小行星如果撞擊地球,將會對局部地區造成嚴重破壞。
▲圖中所示為地球及月球環繞地球的軌道,黃點表示根據截至2025年1月31日的數據所預測的2024 YR4與地球在2032年12月22日相遇的可能區域,該區域只有1.6%與地球相交(來源:NASA)
怎么撞擊概率還在增加?是這顆小行星變得越來越危險了嗎?
先說威脅程度,這顆小行星確實是近年來威脅程度最大的一顆小行星。這里要提到都靈量表(Torino Scale)。國家天文學聯合會(IAU)從1999年開始使用都靈量表對潛在的撞擊地球事件進行分類,其中包括從0到10的整數刻度,并帶有相應的顏色編碼。這個量表顯示了潛在事件的可能性及其后果,數字越大,代表事件越不尋常,需要引起格外關注。
2024 YR4目前在都靈量表中的評級為3級,這樣的評級非常罕見,因為這只發生在大于20米且撞擊概率為1%或更高的小行星上,而同時具有這樣的大小和撞擊概率的小行星是極少的。在2024 YR4之前比它在都靈量表中評級更高的就只有2004年發現的小行星阿波菲斯(Apophis),這顆小行星當時的評級達到了4級。
▲黑色箭頭顯示,2024 YR4在都靈量表中的評級從2024年12月29日的1級增加到2025年1月27日的3級(來源:NASA)
這里補充一點,較小的小行星的撞擊概率更高,甚至高達100%,但由于它們很小,通常會在地球大氣層中燃燒殆盡而不會造成任何危害,因此這樣的小行星在都靈量表上的評級始終為0。
既然這樣的話,2024 YR4真的會對人類構成威脅嗎?其實,極有可能這只是虛驚一場。
我們以評級更高的阿波菲斯為例。2004年6月19日,美國亞利桑那州基特峰國立天文臺的天文學家發現了這顆小行星,臨時編號為2004 MN4,后來這顆小行星獲得正式編號99942,并以古埃及神話中的破壞之神“阿波菲斯”的名字命名,中文又被稱作“毀神星”。這顆小行星撞擊地球的概率曾經達到2.7%,因為在都靈量表中評級達到4級,堪稱“史上第一危險天體”(在此之后沒有天體突破過2級,直到最新發現的2024 YR4)。但后續觀測確認其將在2029年安全掠過地球,撞擊概率為0,在未來100年內也不會撞擊地球。
為什么撞擊概率又變成0呢?其實,小行星撞擊地球的概率在一段時間內上升(例如2024 YR4)是普遍現象,通常最后都會再降到0。這是因為由于觀測數據有限,小行星的軌道在發現初期只能進行近似計算,它在太空中撞擊的風險走廊是一條寬闊的通道,當走廊的任何部分與地球重疊時,小行星即被視為威脅。在被發現之后的一段時間里,觀測數據的增加使得天文學家能夠進行更加精確的軌道計算。例如,他們預測2024 YR4在2032年可能途徑的區域已經大大縮小,但地球仍處于這個區域內,因此它撞擊地球的概率在這一個月里會呈現逐漸增加的趨勢。但是,隨著觀測的進行,風險走廊會繼續收窄并遠離地球,因此撞擊風險會突然下降。即便此時對小行星軌道的計算仍然存在一些不確定性,天文學家也會排除發生撞擊的風險。
所以說,有了阿波菲斯和大量小行星的前例,我們無需為2024 YR4撞擊地球概率增加而感到擔心。不過,天文學家也沒有對這顆新發現的小行星的潛在威脅坐視不管,因為在小行星監測和預警領域內,撞擊地球概率為1%是一個閾值,超過這個閾值之后,相關機構就要采取相應的措施。
國際小行星預警網絡在1月29日向聯合國外層空間事務辦公室(UNOOSA)和空間任務規劃咨詢小組(SMPAG)通報了有關情況,國際小行星預警網絡和空間任務規劃咨詢小組也已經啟動了響應機制。根據兩個機構在2017年商定的響應標準,如果被發現的小天體的估計尺寸大于10米且預測撞擊概率大于1%,國際小行星預警網絡就要發出警告;而如果預測撞擊時間在50年內、預測撞擊概率大于1%且天體被估計尺寸大于50米,空間任務規劃咨詢小組就應該采取進一步的行動。從目前的觀測結果看,2024 YR4無論是大小還是撞擊概率都符合啟動響應機制的標準。
▲小行星撞地球概念圖
1月31日,空間任務規劃咨詢小組在一次臨時會議后發表聲明,表示已經了解到這顆小行星的已知事實,但是認為立即采取行動還為時尚早。不過,他們會繼續密切監測撞擊概率的變化和小行星尺寸的觀測信息,并計劃在2025年4月底或者5月初之前召開下一次會議。在2月5日的另一份聲明中,該組織表示他們已經對此進行了討論,認為目前還無需制定具體的空間任務建議。
在2025年1月31日時,2024 YR4距離地球4800萬千米,相當于地月距離的160倍。在這之后,它繼續在環繞太陽的軌道上運行并逐漸遠離地球,到4月初的時候,因為距離太遠太暗淡,地球上的望遠鏡就無法再對這顆小行星進行追蹤。它的軌道周期大約為4年,待它在2028年6月再次靠近地球并能夠被觀測到的時候,它同地球的最近距離約為地月距離的20倍,在這個過程中它不會撞擊地球。
根據目前的情況看,2032年有一顆小行星撞擊地球的可能性微乎其微。不過,開展小行星監測和預警并研究防御對策意義重大,因為小行星撞擊一旦發生,就可能造成非常大的影響,甚至威脅人類的存續。所以說,我們雖然不必杞人憂天,但是未雨綢繆還是很有道理的。
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