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北半球最強,東半球唯一:神秘的中國冷湖基地,撐起地球防禦傘

2024-04-26科學

這是中國墨子望遠鏡,建在4200公尺的青藏高原上,剛剛投入執行兩個月,就發現了兩顆新的近地小行星,其中一顆對地球有潛在威脅,此前從未被人類觀測到。

新發現的近地小行星

中國墨子望遠鏡今年9月投入使用,是北半球最強、東半球唯一的巡天望遠鏡。

它建成後,也是給地球對小行星的「防禦網」補上了東半球的空白,終於形成了一個24小時無死角的小行星觀測體系。

國際小行星中心(MPC)宣布,確認了中國墨子巡天望遠鏡(WFST)發現的兩顆近地小行星。

2023WX1

編號2023WB2的小行星屬於「阿莫爾」型小行星,總共有1200多個,軌域跟地球公轉軌域沒有交集,所以不用擔心。

但是,另一顆編號2023WX1,屬於「阿波羅」型小行星,這類小行星總共有4000多個,軌域跟地球是有交集的,所以對地球有潛在威脅,是重點觀測物件。

這顆小行星直徑大約170公尺,根據中國墨子望遠鏡的數據測算,它距離地球軌域最近的時候是0.0416個天文單位。

按照規定,小於0.05個天文單位的小行星,就要被劃分為 潛在威脅小行星(PHA) ,因為在天文尺度上,受到重力等因素影響,小行星很容易偏離軌域,太近了就會有撞擊地球的風險。

一些阿波羅小行星具有潛在威脅

直徑170公尺的小行星如果撞擊地球,大概相當於1000個廣島原子彈的威力,差不多可以摧毀整個東京都市圈了。

目前觀測到的最大的「阿波羅」小行星名字叫「薛西弗斯」,直徑10公裏。

6600萬年前導致恐龍滅絕的小行星,直徑也是10公裏,撞到地球的話那就可能又是一場大滅絕。

有一顆小行星撞擊了俄羅斯的車裏雅賓斯克,直徑大概只有17公尺,以每秒19公裏的速度沖進大氣層,然後劇烈燃燒,在大概2萬米的高空爆炸解體,爆炸能量相當於47顆廣島原子彈,沖擊波破壞了很多建築玻璃,造成1200人受傷。

事後科學家收集殘骸,測算軌域,發現這顆小行星就很可能是「阿波羅」型小行星,但是人類一直沒有發現它。要不是俄羅斯地廣人稀,可能傷亡還會更大。

而且就在同一天,除了這個撞上地球的,還有一顆編號2012DA14的小行星,從距離地表2萬7千公裏的地方飛過去了,已經比同步衛星的軌域還低了,天文尺度上幾乎是擦著地球飛過去的。

這次事件也充分說明了,小行星撞擊地球的威脅是一直存在的 ,我們不能掉以輕心。

【流浪地球2】裏有句話說得好,「危難當前唯有責任」,隨著中國航天技術的發展,最近幾年我們已經初步具備防禦小行星的能力,開始擔負起保護人類文明的責任。

我們的科學家想了很多預案,比如發射很多長征五號大型火箭,帶著氫彈連續爆炸,去把小行星炸偏。

還有個辦法是給小行星安裝發動機,讓它們慢慢偏離撞擊軌域。

但是這些辦法都有個前提,那就是你得先發現得了啊,而且要盡早發現,太晚了留給我們的反應時間也很少。

太空這麽大,小行星又那麽暗,發現和跟蹤小行星是比較困難的。這些年來人類城市化很快,地球光汙染很嚴重,再加上星鏈衛星搗亂,幹擾還挺多的。

雖然我們可以把望遠鏡搬到太空,比如哈柏望遠鏡、韋伯望遠鏡,還有我們2025年發射的空間站巡天望遠鏡,避免光汙染。

但是太空望遠鏡造價太貴了,維護也很難,而且還有很多別的科學任務。 所以目前監視小行星的主力,還是地球上的望遠鏡。

目前人類有三大天文觀測基地,美國夏威夷莫納凱亞山天文台,智利北部的阿塔卡瑪沙漠天文台,還有西班牙加納利群島天文台。

這三個地方有一個共同點,就是大氣視寧度極高,都在0.6到0.8角秒之間。

視寧度是指光線穿過大氣時受到的擾動大小,我們肉眼看星星在閃爍,就是大氣擾動很強烈,視寧度太高了。

當然天文台還有很多別的指標,比如一年當中高品質的晴天夜晚有多少天、天空背景亮度等等。

像是智利阿塔卡瑪,一年有85%的時間是超級大晴天,幾個指標都得天獨厚,所以那裏建成了世界規模最大的天文基地,美國歐洲全都在那搞了天文台。

但是很可惜,剛剛說的三大天文台都在西半球,東半球是個空白,巡天觀測就有漏洞。

我們有南京紫金山天文台,有上海天文台,北京天文台,但是這些天文台都處於大城市區域,夜間光汙染很嚴重,受天氣影響也很大。它們可以看做是後方處理龐大數據的基地,而不是前沿的觀察哨。

真正的「眼睛」,還是要建設在遠離光汙染、觀測條件更好的廣大西部地區。

我們中國幾十年時間裏,一直都沒找到有像智利那麽好條件的地方,直到2016年,中國啟動了重大科技專項的十三五規劃,確定要發展12公尺口徑的光學紅外望遠鏡。

科學家們天天泡在幾千米的高原上風餐露宿,不辭辛苦,地方政府還借來直升機給他們吊運裝置。

功夫不負有心人,我們的科學家團隊終於在2018年,在4200公尺的青海海西州冷湖的山頂,找到了一處極佳的地點。

然後,中國團隊又進行了三年的數據監測,發現大多數指標都達到了西方三大天文台的水平,部份參數還要更好一些,比如水汽幹擾更少;當然也有部份指標差一些,比如晴夜數量少一點。

(冷湖的視寧度指標極佳)

但是總體來看,青海冷湖的天文觀測條件,完全達到了世界頂尖水平。

完成了選址之後,中國最大的天文觀測基地,就在青海冷湖動工了,第一座2.5公尺口徑的「墨子」巡天望遠鏡,2023年9月投入使用,不僅給我們中國填補了空白,也給人類填補了空白。

墨子望遠鏡有7.65億像素,三個晚上就可以巡視整個北天球,這一開工就發現了之前從沒發現的小行星,可以說實力很強。

目前冷湖還在建設更多、更大的望遠鏡陣列,造福全人類。

除了冷湖,中國還計劃在日喀則建設40公尺直徑的射電望遠鏡計畫,將支撐中國探月工程四期,還有未來小行星探測、火星探測等深空任務。

有了這樣更多「耳聰目明」的太空觀察哨,我們未來星辰大海的道路,才會走得更加順利。

在天文觀測上,青藏高原有優勢