近地天体

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小行星圖塔蒂斯是對地球有著潛在威脅天體,它曾經從2.3月球距離處掠過地球。
帕瑞納天文台拍攝的圖塔蒂斯。

近地天體NEO太陽系內其軌道能帶它接近地球的天體。所有近地天體的軌道近日點都小於1.3天文單位[1],它們包括數以千計的近地小行星、接近的彗星、和大到再撞擊到地球之前能夠從太空中監測的流星體。現在已經廣泛的接受過去的碰撞產生了重大的作用,塑造了地球的地質和生物史[2]。自1980年代以後,近地天體已經成為大眾感興趣的天體,由於認識到對地球是潛在威脅天體的小行星和彗星數量的增加,已積極研究如何減緩威脅的措施。

近地天體中有部分的小行星軌道的近日點在距離太陽0.98和1.3天文單位之間[3]。當一顆這樣的近地小行星(NEA)被檢測到,就會提交給位於哈佛-史密松天體物理中心小行星中心編目登錄。一些近地小行星的軌道會和地球軌道交會,所以它們有和地球碰撞的潛在危險[4]美國歐洲聯盟、和其它國家目前共同努力建構太空警衛,持續的監視這些近地小行星[5]

在美國,NASA接受國會的命令,對所有可能造成災難,直徑在1公里以上的近地天體都要造冊監看。截至2012年8月  (2012-08),他們已經發現848顆直徑大於1公里的小行星,其中154顆是潛在威脅小行星(PHAs)[6]。在2006年估計大約還有20%尚待發現[5]NEOWISE 在2011年估計,已經發現93%直徑大於1公里的近地天體,大約只剩下70顆尚待發現[7]

基於測量物體的能力,潛在威脅天體(PHOs)當前的定義是該物體的參數有辦法接近地球產生威脅[8]。主要是軌道與地球接近的最小距離(MOID)小於0.05天文單位,或是絕對星等(H)低於22.0(粗略的顯示大小),就被視為是潛在威脅天體(PHOs)。不會接近地球至0.05AU(7,500,000 公里,4,600,000 英里)以內,或是直徑大約小於150米(500英呎)(假設反照率是13%,則H=22.0),就不會被當成潛在威脅天體[1]。NASA的近地天體目錄包括小行星和彗星,並且以月球距離為測量距離的顯示單位[9],而這種用法已經成為媒體在討論與報導這類天體時最通用的距離單位。

有些近地天體引起了高度的關注,因為前往實際探測的任務速度甚至比探測月球還要低。由於結合了相對於地球的低速度(ΔV)與小重力,所以它們可能會提供令人感興趣的科學機會,直接進行地球化學和天文上的調查,和作為人類開發外太空獲取物質的潛在經濟來源[10]。這使得它們成為具有吸引力的探測目標 [11],在2012年,已經有太空探測器訪問過三顆近地天體:NASA會合-舒梅克號登陸愛神星[12]日本JAXA隼鳥號探測系川 [13]、和中國國家航天局嫦娥二號探測圖塔蒂斯[14]

人類認識近地天體的歷史[编辑]

人類對近地天體是良性天體的迷戀或是人類社群高風險殺手的感受已經減弱,因為在人類短期的歷史上,已經對NEOS做了科學性的觀測[15]

風險[编辑]

最近,對尋找到的近地天體已經通過科學的概念,建立起評估風險的框架。在這個框架中,以人類社群文化技術當鏡頭,來評估任何一個近地天體的風險。縱觀歷史,對NEOs有著不同的認知方式,一顆被觀測到的近地天體,每次接近都有不同程度的風險。隨著時間對風險的認知也逐漸進化,它不只是攸關生死的科學知識[16],這種對風險的感知是宗教信仰、哲學原理、科學認識、技術能力,甚至還有經濟上的資源[16]

風險尺度[编辑]

近地天体的数量[编辑]

截至2004年4月18日,已经发现2808个NEO。它们包括49个近地彗星、217个阿登型小行星、1114个阿莫尔型小行星和1427个阿波罗小行星。它们中的708个直径超过1千米。

风险评估[编辑]

目前使用两种对灾难的评估方法:

2004年12月25日,99942号小行星“阿波菲斯”(舊名 2004 MN4)在托里诺规模上被分类到最高的4级。在2004年12月27日估计其大约有2.7%的或然率在2029年4月13日与地球发生撞击。2004年12月28日,撞击风险被调低到接近于0(在托里诺规模上也被分类到0级)。其惟一的非0值是在2053年,为1级,并且有希望也在将来降为0。

现在,已知惟一在巴勒莫撞击灾难规模上级别大于0的NEO是(29075) 1950 DA,预测其会在2880年从地球表面很低飞过,也有发生撞击的可能性(p≤0.003)。如果发生撞击,(29075) 1950 DA释放出的能量将会带来灭绝事件——行星上大部分生命将被摧毁。无论如何,人类还有超过800年时间来重新评估(29075) 1950 DA的轨道,并在必要时使其发生轨道偏转。

NASA维护着一个持续更新的下100年内NEO威胁的网页——所有(或几乎所有)的威胁天体的数据都有希望在获得更多观测跟踪结果在作更精密预测後下调;但是,如上文所述,该网页并不包括1950 DA这样至少需要800年才撞击地球的天体。

歷史上的撞擊事件[编辑]

圖例是一顆直徑數公里小行星的撞擊。這種撞擊發生的頻率低於每一億年一次。

普遍被接受的阿爾瓦雷斯假說,解釋白堊紀-第三紀滅絕事件是大型天體的撞擊事件的結果,提高了穿越地球軌道的其它天體和與地球碰撞可能性的認知[2]。 1908年通古斯事件

1908年通古斯事件[编辑]

現在普遍認為1908年6月30日一顆石質小行星在通古斯的上空爆炸,釋放出超過1,000萬噸TNT的能量。據估計爆炸發生在8.5公里的高度上,物體的直徑在45-70米之間[17]

1979年船帆座事件[编辑]

在1979年9月22日,在南大西洋和印度洋交界處附近記錄道一次可能是低能量的核子試爆事件,但起初被認為可能是外星物體撞擊的事件。此一事件稱為船帆座事件,是由美國為監測核子試爆而設置在軌道上的船帆座衛星記錄到的。這次警報導致多個組織進行了數年的調查,但最終還是不能確定爆炸是來自核武,或是非核武。

2002年東地中海事件[编辑]

在2002年6月6日,一顆估計直徑10米的小天體撞擊了地球。這次撞擊發生在地中海,介於希臘利比亞之間,大約在東經21°北緯34°處的半空中發生爆炸。釋放的能量估計在26,000噸黃色炸藥,相當於一個小型的核子武器[18]

2008年蘇丹事件[编辑]

主條目:2008 TC3

在2008年10月6日,科學家計算出一顆近地小行星2008 TC3,將在10月7日0246UTC (當地時間5:46) ,發現後不久撞擊地球[19][20]。這顆小行星如預期的抵達[21][22],這是第一次準確的預測到小行星撞擊地球。之後,在地球表面上尋獲數百顆的隕石碎片[23]。因為此一事件發生在人煙稀少的地區,到目前為止,沒有任何已經提出的報告提到它所造成的影響[24]

2009年印度尼西亞事件[编辑]

在2009年10月8日,一顆巨大的火球出現在印尼的波尼附近天空中。這個天體被認為是一顆直徑10米的小行星,估計這顆火球釋放出的能量為5萬噸黃色炸藥,或是2倍於廣島原子彈。沒有人員傷亡的報導[25]

2013年俄羅斯流星事件[编辑]

2013年2月15日,當流星體在俄羅斯的車里賓斯克上空爆炸後,造成了當地1,200人的傷亡。當地日出之際有著揮之不去越來越明亮的條紋出現,幾秒鐘之後,該物體達到最大強度,巨大的震波爆炸使得玻璃碎裂,並遮蓋過汽車防盜器的警報聲,隨後還伴隨著幾次小爆炸[26][27]

被遗漏的NEO[编辑]

小行星2004 FH号的飞跃(画面中心).另外一个飞跃过的物体是一颗人造衛星

2004年3月18日,人们记录了一颗与近距离飞跃过地球的近地天体:小行星2004 FH,其直径大约30米(100英尺),从地球上方大约43000千米(26500英里)处飞过(约地距离的十分之一)。从发现到接近地球最近距离时间短促,小行星2004 FH体积不是很大,天文学家在其飞跃3天前才发现了它。一个NEO可能带来全球灾难可能性的理论现在更让人信服了。

就在两周後的2004年3月31日,2004 FU162打破了2004 FH接近地球距离的记录,2004 FU162在地球上方仅6500千米(4000英里)處飞跃而过(约等於一個地球半徑)。其仅在飞跃前数小时被观测到——虽然2004 FU162大小小于10米(33英尺)。人们认为其如果撞击地球很可能会在大气层中就无害的分解。

大小小于这两颗的天体(有时是武断的)就被分类为流星体而非小行星了。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 NEO Groups. NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. [2012-06-04]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Richard Monastersky. The Call of Catastrophes. Science News Online. March 1, 1997 [2007-10-23]. 
  3. ^ 引用错误:无效<ref>标签;未为name属性为MorbidelliAstIII的引用提供文字
  4. ^ Clark R. Chapman. The hazard of near-Earth asteroid impacts on earth. Earth and Planetary Science Letters. 2004-05, 222 (1): 1–15. Bibcode:2004E&PSL.222....1C. doi:10.1016/j.epsl.2004.03.004. 
  5. ^ 5.0 5.1 Shiga, David. New telescope will hunt dangerous asteroids. New Scientist. 2006-06-27 [2008-11-15]. 
  6. ^ 引用错误:无效<ref>标签;未为name属性为nasa_neo的引用提供文字
  7. ^ 引用错误:无效<ref>标签;未为name属性为pia14734的引用提供文字
  8. ^ Potentially Hazard Asteroids. NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. [2011-05-05]. 
  9. ^ NEO Earth Close Approaches at NASA/JPL Near-Earth Object Program Office
  10. ^ Dan Vergano. Near-Earth asteroids could be 'steppingstones to Mars'. USA Today. February 2, 2007 [2007-10-22]. 
  11. ^ Rui Xu, Pingyuan Cui, Dong Qiao and Enjie Luan. Design and optimization of trajectory to Near-Earth asteroid for sample return mission using gravity assists. Advances in Space Research. 18 March 2007, 40 (2): 200–225. Bibcode:2007AdSpR..40..220X. doi:10.1016/j.asr.2007.03.025. 
  12. ^ Donald Savage and Michael Buckley. NEAR Mission Completes Main Task, Now Will Go Where No Spacecraft Has Gone Before. National Aeronautics and Space Administration. January 31, 2001 [2007-10-22]. 
  13. ^ Don Yeomans. Hayabusa's Contributions Toward Understanding the Earth's Neighborhood. National Aeronautics and Space Administration. August 11, 2005 [2007-10-22]. 
  14. ^ Emily Lakdawalla. Chang'e 2 imaging of Toutatis. 
  15. ^ Portree, David S. Earth-Approaching Asteroids as Targets for Exploration (1978). Wired. 2013-03-23 [2013-03-27]. "People in the early 21st century have been encouraged to see asteroids as the interplanetary equivalent of sea monsters. We often hear talk of “killer asteroids,” when in fact there exists no conclusive evidence that any asteroid has killed anyone in all of human history. ... In the 1970s, asteroids had yet to gain their present fearsome reputation ... most astronomers and planetary scientists who made a career of studying asteroids rightfully saw them as sources of fascination, not of worry." 
  16. ^ 16.0 16.1 Fernández Carril, Luis. The evolution of near Earth objects risk perception. The Space Review. 2012-05-14 [2012-05-25]. 
  17. ^ Christopher F. Chyba, Paul J. Thomas & Kevin J. Zahnle. The 1908 Tunguska explosion: atmospheric disruption of a stony asteroid. Nature. January 7, 1993, 361 (6407): 40–44. Bibcode:1993Natur.361...40C. doi:10.1038/361040a0. 
  18. ^ P. Brown, R.E. Spalding, D.O. ReVelle, E. Tagliaferri and S.P. Worden. The flux of small near-Earth objects colliding with the Earth (PDF). Nature. 21 November 2002, 420 (6913): 294–296 [2007-10-23]. doi:10.1038/nature01238. PMID 12447433. 
  19. ^ Don Yeomans. Small Asteroid Predicted to Cause Brilliant Fireball over Northern Sudan. NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. October 6, 2008 [2008-10-09]. 
  20. ^ Richard A. Kerr. FLASH! Meteor to Explode Tonight. ScienceNOW Daily News. 6 October 2008 [2008-10-09]. 
  21. ^ Don Yeomans. Impact of Asteroid 2008 TC3 Confirmed. NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. October 7, 2008 [2008-10-09]. 
  22. ^ Richard A. Kerr. Asteroid Watchers Score a Hit. ScienceNOW Daily News. 8 October 2008 [2008-10-09]. 
  23. ^ P. Jenniskens et. al. The impact and recovery of asteroid 2008 TC3. Nature. 2009-03-26, 458 (7237): 485–488 [2009-04-04]. Bibcode:2009Natur.458..485J. doi:10.1038/nature07920. PMID 19325630. (原始内容存档于2009-06-01).  Published in Letters to Nature
  24. ^ Little Asteroid Makes a Big Splash Sky and Telescope, October 9, 2008.
  25. ^ Don Yeomans, Paul Chodas and Steve Chesley. Asteroid Impactor Reported over Indonesia. NASA/JPL Near-Earth Object Program Office. October 23, 2009 [2009-10-30]. 
  26. ^ Meteorite slams into Central Russia injuring 1100 - as it happened. Guardian. [16 February 2013]. 
  27. ^ http://en.rian.ru/world/20130216/179501992.html "Hail of Meteorite Fragments Hits Russia: Meteorites Could be Worth Big Bucks“, by: Maria Young, RIA Novosti, February 15, 2013.

外部链接[编辑]