小行星：人類的現(xiàn)實威脅

●庾　晉　周艷瓊　白　杉

2000年12月23日，英國天文學(xué)家宣布，當(dāng)天凌晨，就在世界各地人們迎接圣誕“平安夜”的前夕，一顆足以將英國首都倫敦摧毀的小行星2000QW7在距離地球表面僅80萬千米處，以每小時115萬千米的速度掠過。從天文學(xué)的角度看，這顆行星可以說是與地球“擦肩而過”。美國天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)至少有900顆小行星可能會危及地球安全。因此，國內(nèi)外許多天文科學(xué)家呼吁全世界所有國家通力合作，讓地球免遭此類空前的大劫難。

小行星這群不速之客

小行星是指那些像地球一樣也圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，但體積太小而不能稱之為行星的天體。最大的小行星直徑也只有1000千米左右，微型小行星則只有鵝卵石大小。目前人類已發(fā)現(xiàn)的小行星有1000多個，其中直徑超過240千米的小行星約有16個。絕大多數(shù)小行星的繞日運(yùn)行軌道都集中在火星與木星軌道之間，如“中華星”、“巴金星”等都是，但也有一些軌道特殊的小行星，如有的軌道就在地球軌道附近。

平均每10萬年就有一顆直徑1000米左右的小行星撞擊地球。如果這種小行星落到大西洋，掀起的巨浪可將英國的一部分吞沒，歐洲沿岸的大多數(shù)城市將被摧毀。如果這種小行星撞擊陸地，可導(dǎo)致數(shù)百萬人死亡，激起的塵?？稍诳罩袘腋啄曛?，形成人為的“冬天”。在過去的10萬年中，沒有發(fā)生過這樣的事件。

美國麻省理工學(xué)院研究人員斯科特·斯圖爾特的測算結(jié)果認(rèn)為，太陽系里能對地球構(gòu)成威脅的小行星超過了1100顆。已故天文學(xué)家歐仁·休梅克通過研究小行星撞擊月球后留下的隕石坑數(shù)量，已經(jīng)得出過類似的結(jié)論。憑借射電望遠(yuǎn)鏡的幫助，天文學(xué)家繪制天體圖，追蹤小行星的運(yùn)行軌跡。以位置固定的恒星作為參照物，可以發(fā)現(xiàn)處于運(yùn)動過程中的天體。對一顆小行星的運(yùn)行軌跡觀察幾個月之后，就能計算出它的軌道并判斷出它能否對地球構(gòu)成威脅。通常只有那些直徑在1000米以上的小行星，才被列入有能力引發(fā)全球嚴(yán)重災(zāi)害的危險對象。問題是，誰也不知道未被發(fā)現(xiàn)的小行星到底有多少顆。斯圖爾特重新計算了小行星的傾角，他使用的數(shù)據(jù)取自LINEAR望遠(yuǎn)鏡。所謂傾角，是指某顆小行星的軌道與地球環(huán)日軌道平面之間的夾角。

歷次對地球的威脅

1908年，一顆直徑50米的小行星在西伯利亞上空爆炸，摧毀了大片森林，飄浮在空中的塵土高達(dá)10千米，對當(dāng)?shù)貧夂蛴绊懥嗽S多年。因此，一些科學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)在小行星撞擊地球已不是是否發(fā)生的問題，而是何時發(fā)生的問題和規(guī)模大小的問題。人們對1994年7月的彗星撞擊木星的事件都記憶猶新?？茖W(xué)界大多認(rèn)為，距今6500萬年以前在地球上稱王稱霸的恐龍，就是在一次類似的浩劫中滅絕的。因此近地小行星更引人注目。

2001年9月1日，另一枚直徑500多米的小行星在距離地球約240萬千米的外圍掠過。若以天文學(xué)的角度來看，可以說是以極近的距離掠過地球。這枚來自火星和木星之間的小行星帶上的天體，最接近地球時，只比月球與地球之間的距離多出6倍。更令天文學(xué)家們不安的是，人類直到其逼近自己前6天，才由康乃爾大學(xué)位于波多黎各的阿雷西沃天文臺偵察到它的存在。如果它真的會與地球相撞，那人類幾乎沒有做出反應(yīng)的時間?？茖W(xué)家的計算結(jié)果更讓人不寒而栗——如果小行星不幸撞上地球，嚴(yán)重的話可能會導(dǎo)致全球1／4的大約15億人死亡。即使僥幸它只是墜入海洋——比如大西洋，那也會使墜落區(qū)域兩平方千米范圍內(nèi)的東西全部被蒸發(fā)。而美國東岸及歐洲西岸亦會掀起海嘯，沿岸眾多城市將遭受滅頂之災(zāi)。此外，熾熱和熔化的物質(zhì)在撞擊后連續(xù)數(shù)周將會像雨水般降下，而塵埃微粒亦會使地球出現(xiàn)仿佛“核子冬天”的情形。

一夜之間，我們發(fā)現(xiàn)，星體碰撞這種在我們看來似乎只存在于科幻作品之中的情況，其實離我們并不遙遠(yuǎn)。長期以來，星體撞擊的危險一直存在著。過去我們只是蒙在鼓里，而我們今天知道的更多了。20世紀(jì)主要的星體撞擊危險：1937年，一顆直徑不到1000米的小行星以每小時3萬千米的速度與地球相錯而過，距地球僅78萬千米；1989年，一顆能產(chǎn)生相當(dāng)于2萬顆氫彈爆炸能量的小行星1989FC于3月23日在與地球相距80萬千米處飛掠而過(如果這顆直徑16千米的小行星晚到6小時的話，就將與地球相撞)；1989年8月，一顆直徑1千米的小行星1989PB在距地球400萬千米處飛過；1991年1月，一顆直徑5千米～10千米的小行星1991BA在距地球17萬千米處掠過，這個距離不到地球至月球距離的一半，按天文距離的尺度衡量就是千鈞一發(fā)。

未來的可能性威脅

6年前因準(zhǔn)確測報彗星撞擊木星的時間而飲譽(yù)國際天文學(xué)界的北京天文臺臺長李啟斌和他的同事們，經(jīng)過數(shù)年潛心研究，早已向全球公布了他們的權(quán)威性預(yù)測：在未來百年內(nèi)，不會發(fā)生小天體撞擊地球的事件，地球可平安無事。他們還具體地告訴公眾，在21世紀(jì)將會有小行星三度“接近”地球，第一次是編號4179的小行星，將于2004年9月29日在距地球150萬千米處飛過；第二、第三次都是2340號小行星，分別于2069年和2086年在距地球100萬千米以上的地方飛過，都對地球不構(gòu)成威脅。

2000年9月，兩名天文學(xué)家在夏威夷發(fā)現(xiàn)了一顆名為2000SG344、直徑大約為06千米的小行星正在與地球相對的軌道飛行。2000年11月3日，一些科研人員在未對該行星進(jìn)行深入分析的情況下向媒體公布了有關(guān)小行星有可能于2030年與地球相撞的消息，立即引起了公眾的恐慌。但就在一天之后，其他一些科學(xué)家表示，上述消息有夸大之嫌，他們經(jīng)過對這顆小行星的軌道進(jìn)行進(jìn)一步研究后認(rèn)為，其與地球“擦身而過”時的最近距離多達(dá)500萬千米，根本不可能與地球相撞。但是，2000SG344小行星是有史以來第一顆與地球相比危險等級超過0的小行星。危險等級由0至10，用于測定天體與地球相撞的危險程度。最近，國際天文學(xué)聯(lián)盟發(fā)布警告稱，該小行星在2030年9月21日與地球相撞的幾率為1／500，此前還從未有其他天體被測定與地球相撞的幾率達(dá)到如此之高。另外，還有專家警告稱，一旦其與地球相撞，將產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，撞擊產(chǎn)生的爆炸力將超過迄今為止最強(qiáng)大的核武器。在上述警告發(fā)布之后，仍有天文學(xué)家堅持對該小行星的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。經(jīng)過細(xì)致地分析之后，這些天文學(xué)家得出結(jié)論稱，到2030年，該小行星的確將與地球“碰面”，但兩者間的距離將高達(dá)500萬千米，是地球與月球之間距離的13倍；另一方面，這一結(jié)果也引發(fā)了另外一個擔(dān)心，該小行星有可能于2071年與地球相撞。2000SG344小行星目前與地球間的距離為1500萬千米。

科學(xué)家開展行動

紫金山天文臺將在盱眙安裝望遠(yuǎn)鏡，能隨時監(jiān)測此類行星。南京紫金山天文臺副臺長嚴(yán)俊近日表示，根據(jù)人類現(xiàn)有的科學(xué)水平，科學(xué)家們只能提前3天發(fā)現(xiàn)即將同地球相撞的小行星。

英國政府領(lǐng)導(dǎo)的一個專家小組在一份即將公布的研究報告中透露，為防止小行星撞擊地球，英國核武器研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家正與其歐洲伙伴研究如何使用核武器改變小行星的運(yùn)行軌道?？茖W(xué)家們計劃設(shè)計一種系統(tǒng)，使一系列核彈頭在小行星的一側(cè)爆炸，利用爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)中子輻射，打掉小行星表面的一部分，從而改變其運(yùn)行軌道。為該小組提供咨詢的高級武器專家奈杰爾·霍洛韋說，要使一個直徑1千米～2千米的小行星改變軌道，需要使用相當(dāng)于10萬顆“廣島原子彈”的核彈頭。

2000年2月15日，美國航空航天局一架太空船與一顆小行星“約會”太空。這艘名為“NEAR” (近地行星會合)的太空船在美國當(dāng)?shù)貢r間14日早上飛進(jìn)小行星的軌道。2月14日上午美國東部時間10時33分順利點火，成功地進(jìn)入了環(huán)繞小行星厄洛斯運(yùn)行的軌道，開始了其為期1年的近距離觀測研究小行星的計劃。太陽系內(nèi)的小行星由此首次擁有了一顆人造衛(wèi)星。NEAR太空船于1996年2月從美國發(fā)射升空，預(yù)定于1999年1月進(jìn)入厄洛斯軌道，但當(dāng)時由于火箭發(fā)射裝置因故自動熄滅，錯過了與“愛神”的第一次“約會”。按照計劃，該航天器的主要任務(wù)是測量小行星厄洛斯的質(zhì)量、密度、形狀、磁場和引力場，并對小行星的表面特性、元素組成和礦物成分展開深入的研究。

這顆叫做厄洛斯的小行星，是以古希臘愛神來命名的，距離地球約26億千米，運(yùn)行軌道介于火星和木星之間，環(huán)繞太陽一周的時間為643天，自轉(zhuǎn)周期是5小時17分鐘。盡管該形狀類似土豆的小行星體積很小，長不過34千米，寬不足13千米，厚僅達(dá)13千米，但由于其是近800個對地球擁有潛在威脅的近地小行星中的一個，且上面可能尚存太陽系的原始物質(zhì)，因此學(xué)術(shù)研究價值極大。馬里蘭大學(xué)的天文學(xué)家麥克法登指出，探測厄洛斯意味著重新進(jìn)入距今46億～42億年前太陽系行星形成的時代，而由此獲取的數(shù)據(jù)將會加深人們對地球誕生的認(rèn)識。美國的科學(xué)家們希望通過從厄洛斯上搜集回來的信息，能在有一天幫助地球擺脫具毀滅性的小行星的襲擊。

今后，各國天文科學(xué)家們將齊心協(xié)力對此進(jìn)行設(shè)防。

人類掌握著自己的命運(yùn)

中科院紫金山天文臺的專家認(rèn)為，800顆小行星威脅地球的報道，絕不表明目前地球受到的危險增加了，相反說明人類已逐步掌握了小行星的運(yùn)行規(guī)律和行蹤。我們對小行星了解得越多，證明人類掌握的行星運(yùn)行規(guī)律越多，人類也就更加安全。小行星能撞上地球的概率實際上是很小的，拿直徑2千米以上的小行星與地球相撞的概率來說，大約是50萬年左右才有可能發(fā)生一次。即使有小行星朝地球撞來，人類現(xiàn)在也完全可以發(fā)射一個帶有核爆炸裝置的宇宙飛船，并在小行星上引爆，迫使小行星改變運(yùn)行速度和方向，從而避免與地球的相撞。在科技日新月異的今天，人類正掌握著自己的命運(yùn)，完全有能力避免遠(yuǎn)古恐龍時代所遭受的那種滅頂之災(zāi)。