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近地小行星阿波菲斯:地球的潛在威脅與天文學的勝利

2024-03-22科學

在小時候的夏夜裏,我們會在不經意間看到一些一閃而過的流星,肯定有不少人曾經思考過一個年少時不曾有過答案的問題,那就是這些看上去離地球很近的小天體會不會突然撞向地球?

近兩年,一個名為阿波菲斯(Apophis)的小行星,一度成為天文學家和公眾關註的焦點,因為科學家推算它可能在2029年撞擊地球。這再一次激發了人們對潛在宇宙威脅的激烈討論,也說明了人類對宇宙未來的不確定性。

關於近地天體天文學家早就定義過,指的是那些軌域非常接近地球的小行星或彗星,指距離地球不到1.3個天文單位,即不到1.5億公裏的小天體。近地天體(NEOs)又可以分為近地小行星(NEAs)和近地彗星(NECs)。

近地小行星主要由巖石、金屬和其他礦物組成,而近地彗星則包含大量的冰和塵埃,當它們接近太陽時,冰會蒸發形成彗星的典型尾巴。這些天體的大小、形狀和成分各不相同,它們的軌域也可能因為受到其他天體的重力影響而發生變化。

這些天體由於接近地球軌域,因此被視為地球的潛在威脅。其實這也不意味著這些天體即將撞擊地球,不過需要密切監視它們的動向,目前已登記的NEOs已經超過了30,000個,可見我們的地球並不是絕對安全的。

其中近地小行星阿波菲斯,直徑約為370公尺,在2004年被美國天文學家使用自動搜尋望遠鏡發現。它的名字「Apophis」極具傳說色彩,源自古埃及神話中的混沌之神,這個名字反映了人們對這顆小行星帶來的威脅充滿了擔憂。

阿波菲斯的軌域非常接近地球,屬於阿登型小行星(Aten asteroid),這意味著它的軌域半長軸小於地球的軌域半長軸,其軌域路徑會使它定期接近地球。

這就意味著阿波菲斯每隔幾年就會更接近地球,科學家推測它在2029年4月13日時是最接近地球的一天,預計距離僅僅只有31,000公裏左右,這比一些地球同步軌域衛星的軌域還要低。

後來天文學家經過進一步的觀測和軌域計算,最終科學家們排除了它將在2029年撞擊地球的可能性,緊接著將阿波菲斯的威脅等級從杜林尺度4級降至0級。杜林尺度4級則代表其撞擊的可能性雖然小,但如果發生,可能會造成區域性的破壞。

不同尺度的近地天體如果在未來的某一天撞擊了地球,會造成多嚴重的威脅呢?

根據天體的大小和撞擊速度,這種碰撞可以造成從局部破壞到全球性災難的不同程度的影響。例如,約6600萬年前導致恐龍滅絕的撞擊事件,是由一顆大約10公裏寬的小行星引起的。

盡管直徑只有370公尺左右的阿波菲斯,遠不及那顆導致恐龍滅絕的小行星那麽巨大,但它撞擊地球所帶來的威力足以淪陷一個大陸。即使撞擊發生在偏遠地區或海洋中,撞擊產生的塵埃和碎片也可能遮擋陽光,導致全球氣候變遷,影響農業生產和生態系。

即使很多近地天體並沒有直接向地球,它們在接近地球時的重力也可能對地球產生影響,如潮汐力的變化,這可能影響地球上的海洋潮汐和板塊運動。

此次的阿波菲斯近地小行星事件,不僅僅向人類展示了地球在宇宙中存在的種種威脅,也使我們的監測能力和防禦措施進一步全面。

天文學家透過地面和太空望遠鏡持續監測NEOs的軌域,以預測它們是否會接近或撞擊地球。例如,NASA的行星防禦協調辦公室(PDCO)就負責監測和評估NEOs的潛在威脅。

然後透過對NEOs的觀測數據進行分析,科學家可以計算它們的軌域,並預測它們未來的運動路徑,以評估它們是否構成撞擊威脅。如果發現NEOs有撞擊地球的可能性,科學家會提前發出預警,以便采取必要的防禦措施。

目前科學家和工程師正在研究多種防禦策略,以防止NEOs撞擊地球,包括使用太空飛船改變NEOs的軌域,或者在必要時使用核爆破將其摧毀或偏轉。