7月25日，上周四，曾有一顆直徑約為57米至130米的小行星，與地球“擦肩而過”，最近時距離地球只有73000千米，相當(dāng)于五分之一的地月距離。在大多數(shù)人毫不知情的情況下，我們幸免于一次“地球末日危機”。

直到飛臨地球前一天，這顆小行星才被巴西SONEAR 天文臺和美國宇航局發(fā)現(xiàn)，并被賦予代號“2019 OK”。

與地球擦肩而過的“2019 OK”(圖片來自watchers.news)

以下這篇文章從幾個角度分析了這次事件——這顆小行星是如何逃過科學(xué)家監(jiān)測的?歷史上發(fā)生過哪些行星撞地球?人類在監(jiān)測撞地小行星上都有哪些辦法?如果有一天小行星真的撞擊地球了，怎么辦?

一直以來，行星撞擊都被認為是地球的風(fēng)險之一。面對行星的撞擊，人類面前有兩條路，一條是防御，一條是撤離。

在銀河系的歷史中，人類存在的時間極短，不過剎那 。生命及智慧這一珍貴的饋贈自出現(xiàn)起就不能保證永遠存續(xù)。天文學(xué)家總喜歡說，小行星不過是大自然問候的方式，它在問，“你的太空計劃怎么樣了?”

就在“2019 OK”與地球擦肩而過的同一天，有一家很值得驕傲的公司，也是經(jīng)緯系公司，星際榮耀，成功發(fā)射了中國民營航天歷史上首發(fā)入軌火箭，創(chuàng)下中國民營航天的多個“首次”。

另外比較可喜的是，盡管大的航天局面出現(xiàn)僵化，NASA已經(jīng)近50年沒有進步了，自尤金·塞爾南成為1972年后唯一踏上月球的人類，NASA把人送上太空的距離再也沒有超出我們所知的近地軌道。

但在個人商業(yè)航空領(lǐng)域，出現(xiàn)了很多杰出的創(chuàng)業(yè)者，比如馬斯克和貝索斯。他們在太空探索的節(jié)奏一個快一個慢，但他們都是對方最為值得尊敬的對手，互相追趕，彼此促進。

正是因為越來越多民營商業(yè)的加入，人類對太空探索的腳步有可能將變得更快，這也有可能會讓我們變得更加安全。但我們還是回到撞擊事件本身，以下，Enjoy:

1

為什么科學(xué)家們沒有監(jiān)測到它？

我們沒探測到這個小行星，是因為我們不會探測大多數(shù)這個尺寸范圍內(nèi)的小行星。

NEOWISE(近地天體廣角紅外巡天探測器)太空小行星探測望遠鏡的首席調(diào)查員Amy Mainzer表示，“”

直徑近百米的行星撞擊地球，聽起來可能是件很大的事。但在天文尺度上，其實非常小，而且難以觀測。

探測和追蹤

美國國會一直在敦促美國宇航局(NASA)探測和追蹤可能威脅地球的小行星。1998 年，國會要求NASA 在 10 年內(nèi)找到直徑大于1000米的近地小行星。2005 年，國會將這一目標擴大到。

“2019 OK”的直徑是57米至130米，顯然低于這一限制。

事實上，沒能監(jiān)測到這顆小行星，以及美國國會給NASA提出的監(jiān)測范圍，很大程度上，跟基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān)。

全球的小行星探測基礎(chǔ)設(shè)施甚至無法完成直徑 140 米小行星的探測目標。

據(jù)美國國家科學(xué)院今年發(fā)布的一份報告顯示，目前基礎(chǔ)設(shè)施還遠遠不夠。因此，

Amy Mainzer說，如果不提高設(shè)備能力，未來幾十年里，“2019 OK”這個大小范圍內(nèi)的大多數(shù)行星將無法探測。

此外，即便這些小行星最終離地球足夠近，使我們能夠真正探測到它們，當(dāng)它劃過天空時，天文望遠鏡也一定要對準天空中的正確位置。

它的運行軌道非常特別——它沿著一個怪異的橢圓軌道快速運行，使它會被迅速的推進到金星和火星的軌道內(nèi)，而在地球軌道滯留的時間極短，這也許是天文學(xué)家一直沒有發(fā)現(xiàn)這顆小行星的原因之一。

根據(jù)NASA發(fā)布的關(guān)于“2019 OK”的報告，這是一顆阿波羅型小行星，

“2019 OK”運行軌道(圖片來自ASAS-SN)

“當(dāng)小行星‘2019 OK’靠近地球時，任何一個人都可以用普通的望遠鏡觀察到它的光線緩緩劃過天空。”

澳大利亞莫納什大學(xué)的天文學(xué)副教授邁克爾·布朗(Michael Brown)說。但是幾天前，它的光線十分微弱，很難被發(fā)現(xiàn)。

由于只有可見光的觀測，我們只能了解到它的大小和組成等有限信息。

美國國家科學(xué)院的報告建議，專門為NEOWISE 尋找一個名為 NEOCam 的接替者，這將有助于實現(xiàn)這一探測目標。

2

小行星撞地球，危害有多大？

即使“2019 OK”這顆小行星目前沒有對地球造成威脅，但歷史上，小行星撞擊地球的事例并不鮮見。

最為大眾所知的一次，發(fā)生在6500萬年前，造成了恐龍滅絕。

——一個直徑約10公里的小天體撞擊在墨西哥灣的一個半島上，所有撞擊物質(zhì)氣化后拋射在半空，整個太陽輻射大大減弱，據(jù)科學(xué)測算地球年均溫度當(dāng)時一下子降低18℃。

那次撞擊后，整個地球陷入黑暗，光合作用無法進行，植物大批死亡，引發(fā)地球上各種動物大量死亡，恐龍就是在這種惡劣環(huán)境中大批滅絕，而當(dāng)時地球上大約70%的物種也一道消失。

距離我們生活的時代最近且影響最大的一次發(fā)生在2013年，一顆小行星在俄羅斯車里雅賓斯克州距離地面十幾千米的高度爆炸解體，沖擊波的巨大能量導(dǎo)致超過1500人受傷，造成上千萬美元的損失。

這顆行星要比”2019 OK“小得多，直徑僅為20米左右，但它至少重7千噸，爆炸產(chǎn)生的沖擊波比核爆還要強烈，在空中解體時放出的能量相當(dāng)于30顆廣島原子彈。

據(jù)NASA估計，

當(dāng)?shù)囟砹_斯人行車記錄儀拍攝的“小行星襲擊”畫面

另外，曾廣泛引發(fā)人們關(guān)注的小行星2012DA14，在俄羅斯隕石事件發(fā)生不到24個小時，就從印尼上空飛過，高度預(yù)計在地球表面約2.7萬千米，比很多同步軌道的氣象和通訊衛(wèi)星離地球都近。

當(dāng)

盡管這顆小行星在一年前就被發(fā)現(xiàn)存在隱患，但

如上所述，車里雅賓斯克小行星和“2019 OK”卻都逃過了科學(xué)家們的檢測設(shè)備，讓人們始料未及。

而就在小行星“2019 OK”事件發(fā)生的幾周前，有一個比“2019 OK”小得多、僅如汽車般大小的小行星撞擊地球，隨后在波多黎各以南200多千米的地方爆炸，形成了一個異常明亮的閃光標志。

與“2019 OK”類似的是，直到發(fā)生撞擊前的幾個小時，科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了這顆小行星。

這引起了人們新一波的緊迫感——我們到底如何監(jiān)測撞地小行星?

3

如何監(jiān)測撞地小行星？

其實，從1994年開始，人類就開始系統(tǒng)性地監(jiān)測撞地小行星。

1994年7月17日，人類首次目擊了一起慘烈的太陽系天體撞擊事件。蘇梅克—列維九號彗星在經(jīng)過木星時，被木星引力“撕裂”成了21塊碎片，并以每秒近60公里的速度撞向木星，至今還能看到木星上鮮明的“傷疤”。

“蘇梅克—列維彗星撞木”事件至今還在木星身上留下 “傷疤”

這一事件讓人們清楚的意識到，天體碰撞并不是天方夜談，而是會實實在在發(fā)生在行星身上的。

近地小行星監(jiān)測預(yù)警提高到了前所未有的高度

隨后，各航天大國都加大了在行星監(jiān)測、防御技術(shù)研究等領(lǐng)域的投入，。

NASA派出了一組人員專門負責(zé)這一事項，并將其命名為行星防御協(xié)調(diào)辦公室

1995年，美國國通過法案，支持開展近地小行星的監(jiān)測、預(yù)警和防衛(wèi)研究工作，并且一直在敦促美國宇航局(NASA)探測和追蹤可能威脅地球的小行星。為此，(Planetary Defense Coordination Office)，這個稱謂聽起來像極了電影《奇愛博士》里邊的東西，但它每年會發(fā)現(xiàn)并編號約1500枚近地物體，每一個都可能在撞擊地球時帶來巨大損失。

行星防御協(xié)調(diào)辦公室(PDCO)成立于2016年1月，負責(zé)監(jiān)測、追蹤存在于地球軌道內(nèi)的小行星、彗星及其他天體(直徑大于30-50米)，并提出轉(zhuǎn)移方案，向公眾發(fā)布警告。PDCO可以與聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局(FEMA)、國防部和其他美國政府機構(gòu)合作，提出應(yīng)急計劃。

它的具體職責(zé)包括：

• 對潛在危險天體(potentially hazardous objects, PHOs)進行早期監(jiān)測：

潛在危險天體是近地天體的一部分，一是其運行軌道與地球軌道距離最近在804萬千米內(nèi)，二是其直徑超過30-50米便可以對地球造成重大破壞。

PDCO的近地天體觀察項目(Near-Earth Object (NEO) Observations Program)使用太空望遠鏡、紅外勘測探測器尋找近地天體，確定其軌道及天體特征，并為了提高探測效果而研究新一代的望遠鏡，NASA預(yù)計于2021年開始采用近地天地照相機(Near Earth Object Camera)進行小行星監(jiān)測。

• 追蹤、分析潛在危險天體的特點，發(fā)布潛在危險的警告：

當(dāng)近地天體對地球構(gòu)成潛在重大威脅(未來五十年內(nèi)，危險發(fā)生概率超過1%)，那么PDCO將為NASA準備公告，發(fā)送至總統(tǒng)白宮辦公室、國會及其他政府部門和機構(gòu)。

• 為減輕潛在危險天體的影響研究方法、技術(shù);

• 在應(yīng)對真實威脅進行演練、制定計劃時，帶頭協(xié)調(diào)美國政府機構(gòu)：

PDCO與其他政府機構(gòu)合作，發(fā)展、完善國家近地天體準備戰(zhàn)略和行動計劃。同時，為聯(lián)邦緊急事務(wù)管理局(FEMA)提供小行星潛在影響的專業(yè)知識。兩者相結(jié)合，以在應(yīng)對不可避免的潛在危險天體影響時得到充分的準備與及時的響應(yīng)。

歐洲空間局(ESA)則啟動“太空態(tài)勢感知”計劃，利用20個成員國的地面雷達和光電設(shè)備監(jiān)測有潛在威脅的小行星。

目前，美國在亞利桑那州和夏威夷州，各設(shè)一部專用于尋找、觀測近地小行星的天文望遠鏡，迄今已知的大部分近地小行星由它們發(fā)現(xiàn)。

歐洲航天局已經(jīng)在西班牙建成一部同樣目的的天文望遠鏡，并準備在智利和意大利西西里島增設(shè)同類設(shè)備。

我國的紫金山天文臺也在江蘇盱眙縣建立起了近地天體觀測基地，安裝了1.2米施密特近地天體探測望遠鏡，并成功于2006年開始觀測，發(fā)現(xiàn)了數(shù)顆近地小行星。

但以上皆為地面望遠鏡，無法觀測到太陽背面天體。不少天文學(xué)家因而呼吁建造太空望遠鏡。

2013年，聯(lián)合國外空委成立了“國際小行星預(yù)警網(wǎng)”(IAWN)和空間任務(wù)咨詢小組兩個專門的國際組織，分別負責(zé)統(tǒng)籌監(jiān)測預(yù)警和防御工作。

此外，全世界的天文學(xué)家們也開展了一系列觀測計劃，以便發(fā)現(xiàn)所有這些可能接近地球的小行星，如“林肯近地小天體研究”計劃、“空間監(jiān)視”計劃(Spacewatch)、“近地小行星追蹤”計劃(NEAT)、卡特林那巡天系統(tǒng)(CSS)、“CINEOS近地天體搜索”計劃(CINEOS)、日本太空守衛(wèi)協(xié)會(JSGA)的國際小行星監(jiān)測計劃等等。

4

小行星撞地球了，怎么辦？

有朝一日，萬一某顆小行星毫無征兆的撞向地球，并且逃過了人類的監(jiān)測，怎么辦?

科學(xué)家們就會召開“國際行星防御會議”。

這個問題一直是科學(xué)家們討論的重點。每隔兩年，今年的會議于4月29日在美國馬里蘭大學(xué)科利奇帕克分校開幕，由美國國家航空航天局局長吉姆·布里登斯廷主持，與會代表來自中國、法國、德國、以色列、意大利、俄羅斯、美國等國。

大會所討論可能威脅地球安全的小行星指“近地小行星”，在環(huán)繞太陽軌道上運行，距離地球5000萬千米以內(nèi)。

根據(jù)美國航天局2016年創(chuàng)建的行星防御協(xié)調(diào)處數(shù)據(jù)，每天都有新的近地小行星被發(fā)現(xiàn)，今年以來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)700多顆，總數(shù)超過2萬顆。

迄今發(fā)現(xiàn)的近地小行星中，最“危險”的編號為2000SG344，直徑達50米，100年內(nèi)撞擊地球的概率是2096分之一。

歐洲航天局說，

與會天文學(xué)家艾倫·哈里斯說，根據(jù)推算，多數(shù)近地小行星體積很小，只有942顆直徑超過1千米，但可能有“相當(dāng)一部分‘大家伙’藏起來了……大概率躲在太陽背面”。

這次大會希望模擬遭遇流星襲擊時全球的協(xié)同反應(yīng)機制：

第一步是根據(jù)初步推算結(jié)果，使天文望遠鏡瞄準最具威脅性的天體，以便精確計算它的飛行速度和軌跡;

第二步是擬定對應(yīng)策略：是迫使來襲天體偏轉(zhuǎn)方向，還是盡快疏散受威脅地區(qū)人群?

假如“敵人”直徑小于50米，目前科學(xué)界共識是以疏散人群為上。

對付更大的天體，能否像一些科幻電影情節(jié)一樣發(fā)射核武器擊碎它？

科學(xué)家們認為，這是下策，因為

向目標天體發(fā)射某種裝置迫使其偏移原有軌道，就像“宇宙碰碰車”。

目前受到認可的方案是NASA計劃，2022年以一個直徑150米的真實天體為目標做這類“碰撞”測試。至于效果如何，可能只能留待到時再看了。

小行星不過是大自然問候的方式，它在問，“你的太空計劃怎么樣了？

這次“2019 OK”與地球擦肩而過，雖然有驚無險，但也為我們敲響了警鐘。就像天文學(xué)家總喜歡說的那樣，

References:

1)A huge asteroid flew very close to Earth last week. How did we miss it? Charlotte Jee, technologyreview.com

2)How Astronomers Missed the Massive Asteroid That Just Whizzed Past Earth, Yasemin Saplakoglu & Staff Writer, livescience.com

3)NASA 官網(wǎng)：https://www.nasa.gov/planetarydefense/overview

4)本周，一顆小行星近距離掠過地球，人類為什么沒警覺?，DeepTech深科技(ID:deeptechchina)

5)答：撞地小行星該如何監(jiān)測?，國家空間科學(xué)中心(ID:nssc1958)

6)小行星撞地球怎么辦?全球約300名專家討論應(yīng)對方案，沈敏，新華社

7)《下一站火星：馬斯克、貝佐斯和太空爭奪戰(zhàn)》，[美] 克里斯蒂安·達文波特，博集天卷 | 湖南科學(xué)技術(shù)出版社