明日又来一颗!小行星频繁飞掠地球却难于监测,是科学家的失职吗?

作者: 侯锡云

来源: 返朴

发布日期: 2019-08-09 08:01:00

文章讨论了小行星频繁飞掠地球的现象及其监测难度,特别是小尺寸小行星的发现和轨道确定问题。文章指出,尽管小尺寸小行星撞击地球的事件每年都在发生,但人类能较早发现危险并应对的难度很大。同时,文章提到了近地小天体监测的困难,包括观测技术和轨道确定的复杂性。

继小行星2019 OK飞掠地球后,明日(2019年8月10日),一颗尺寸更大,但所幸离地球距离较2019 OK远一些的又一颗小行星将再度飞越地球。小尺寸的小行星撞击地球事件基本上每年都在发生,但人类能较早发现危险从而有时间应对的难度却非常之大。

最近一则近地小行星2019 OK差点撞上地球的消息霸占了各大科技媒体头条,刷爆了吃瓜群众的眼球。

2019 OK离地球最近的距离仅有7.2万公里,比月球离地球距离的1/5还近。如果这颗小行星“偏”了那么一点点撞上地球,以目前人类的任何技术手段都不可能避免此次撞击,因为我们仅在它飞越地球前1天才察觉这位天外来客。尺寸如2019 OK(直径约百米量级)大小的小行星可轻松穿越地球薄薄的大气层到达地面,对局部区域造成毁灭性伤害。

事实上,从整个地球的历史来看,2019 OK并不是一个特例。据称一颗直径约570米的小行星“2006 QQ23”又将在8月10日以16740公里/小时的速度在距地球740万公里(0.049个天文单位)的高空飞过,被科学家视为“潜在危险”对象。虽然这颗小天体比2019 OK离我们远,但尺寸更大。

根据国际天文联合会IAU所属的小天体中心MPC网站公布的数据,目前发现的近地小天体数目已超过2万颗,而这仅是数目众多的近地小天体的冰山一角,仍有数目众多的暗弱目标并未被发现。根据近地小天体相对太阳的平均轨道半径a以及近日距q和远日距Q,人们将之划分为4种类型。

在近地小天体中,部分存在与地球碰撞的风险,其中尺寸较大的小天体与地球的高速碰撞会产生局部甚至全球性的灾难,这部分近地小天体通常被称为危险天体(PHO—Potentially Hazardous Object),目前已发现的危险天体约占已发现的近地小天体总数的1/10。

由于近地小天体的碰撞危害,有必要对其进行持续不断的监测。美国国会于1998年发布行政命令要求美国国家航空航天局NASA发现并编目地球附近90%以上公里级尺寸的小行星,目前学者普遍认为该目标已于2011年达成。2005年初,NASA将该目标拓展为编目直径超过140米的近地小天体。

近地小天体监测的另一个困难之处在于被观测目标的轨道确定。我们需要利用光学观测数据结合小天体的动力学约束才能确定近地小天体相对太阳的轨道,这个过程在天文学上称为轨道确定。由于观测数据总存在一定程度的误差,所以由之确定的轨道也不是小天体的真实轨道,以一定概率分布在X*附近。

更为麻烦的是,近距离接触会显著地改变近地小天体的轨道,并且会迅速放大轨道的不确定性,这是近地小天体长期监测的另一困难之处。以Apophis小行星为例,在与地球近距离接触之前,误差的发散速度比较缓慢,但一旦与地球近距离接触之后,误差会被迅速放大。

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