天文学家试图了解如何面对新发现的潜在威胁小行星

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在地球附近,存在成千上万的彗星和小行星统称为近地天体(Near-Earth Objects,NEOs),目前正有多个研究机构负责追踪这些小天体,尤其是那些被称为潜在威胁小行星(Potentially Hazardous Asteroids,PHA)的天体。这类潜在威胁小行星(PHA)绕行太阳运动过程,假如穿越地球轨道,有可能与地球相撞,例如6,500万年前希克苏鲁伯陨石坑(Chicxulub crater)撞击,导致大规模生物灭绝事件,天文学家期望可以避免这类灾害重演。

监控潜在威胁小行星(PHA)是一项巨大任务,需要结合全球相关研究机构的努力,共同追踪、预警并准备防灾等事宜。去年,来自全球18个国家的100多名科学家(包含NASA、ESA、KASI、RAS和NEOWISE任务等科学家)参与了一项国际演习,其任务为模拟阿波菲斯小行星99942(99942 Apophis,又称毁神星)飞掠地球时的预警,该演习圆满成功。科学家从这次演习中,吸取的经验将有助于未来现实环境所需面对的危机,亦可以防止其造成的严重破坏。这项研究由亚利桑那大学月球及行星实验室(Lunar and Planetary Laboratory,LPI)的Vishnu Reddy教授所主导,相关成果发表于5月份的《行星科学期刊》名为”Apophis Planetary Defense Campaign”。

天文学家试图了解如何面对新发现的潜在威胁小行星

图:小行星 99942 Apophis。图片来源:NASA/Caltech/JPL

行星防御演习从2017年开始兴起,目的在测试全球行星防御能力及其准备情形,该演习被命名为”阿波菲斯运动(Apophis Campaign)”,针对2020年12月至2021年3月飞掠地球的近地天体阿波菲斯小行星进行测试。

阿波菲斯小行星是行星防御定期监测的潜在威胁小行星(PHA)之一,此颗小行星在2004年被发现,并被预测在2029年或更晚时间,有很大机会撞击地球。但是经过长期追踪及几次近距离飞掠的观测,天文学家已经修正了阿波菲斯小行星的轨道,并提出在一个世纪或更长时间内撞击地球的风险已降低。

为了让演习更加真实,小行星中心(Minor Planet Center,MPC)刻意将阿波菲斯小行星从行星防御系统资料库中删除,以验证行星防御系统是否可以重新检验、追踪,并确认阿波菲斯小行星的踪迹。同时检验系统对小行星的观察、风险评估、风险预测及危害协调能力。

2021年12月4日阿波菲斯小行星开始在夜空中变亮,此时,亚利桑那州的卡特林那巡天系统观测到阿波菲斯小行星,并向小行星中心(MPC)报告其位置。后续由小行星陆地撞击最后警报系统(ATLAS)和夏威夷的Pan-STARRS系统进行检视,并由NEOWISE任务观测其结果。小行星中心(MPC)于12月23日宣布”重新”发现阿波菲斯小行星,并将其资料再次汇入潜在威胁小行星(PHA)资料库中。在阿波菲斯小行星近距离飞掠期间(2021年3月),JPL天文学家透过戈德斯通雷达(Goldstone Solar System Radar,GSSR)进行观测,并准确测量小行星的速度及其与地球的距离。

天文学家试图了解如何面对新发现的潜在威胁小行星

见图说图说:小行星 99942 Apophis 的雷达观测。图片来源:NASA/JPL-Caltech 和 NSF/AUI/GBO

结合其他天文台的测量,本次演习不仅重新发现了阿波菲斯小行星,并再次评估其撞击地球的机会,且排除其2029年撞击地球的可能性,更评估未来100年或更久时间撞击的可能性。

NEOWISE任务观测结果显示,阿波菲斯小行星是一颗偏细长的天体,其有效球面直径约270至410公尺。重获小行星大小的数据后,研究团队也重新评估阿波菲斯小行星撞击能量。在一系列的电脑数值模拟中,研究团队发现类似阿波菲斯小行星的物体,其撞击影响”可能会局限于区域内,而非全球性破坏”。

目前美国太空总署已经核准新一代小行星狩猎太空望远镜和NEOWISE任务接续者的开发,该任务将于2026年发射,未来针对潜在威胁小行星提供进一步数据。另外,2022年9月26日美国太空总署双小行星改道测试(Double Asteroid Redirection Test,DART)任务,将与Didymos小行星双星系统会合,并以每秒6公里的速度撞击Didymos B,透过本方式主要测试一项关键小行星防御技术:动能撞击法。

如前所述,潜在威胁天体(Potentially Hazardous Object,PHO)是人类想要阻止的,目前投入大量资源开发避免撞击事件发生的方法。定期的追踪潜在威胁天体是最常使用的方法,它确保人类可以在未来出现任何威胁时做好准备。(编辑 林琦峰)

天文学家试图了解如何面对新发现的潜在威胁小行星

见图说图说:NASA的DART探测器和义大利太空总署(ASI)的 LICIACube子探测器在撞击 Didymos 双星系统示意图。图片来源: NASA/Johns Hopkins, APL/Steve Gribben

资料来源: universetoday.com

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