“神捕团队”的新发现
近地小行星是太阳系中孤独的流亡者,轨道特殊,会定期接近地球,其诡异的行动轨迹威胁着地球的安全。为了保证地球不受袭击,科学家们组成了一支监视部队。
不能否认,2007WD5隐藏得够好,亮度只有黑夜中人肉眼所能见的最黑的物体亮度的数十万分之一;它也“跑”得够快,速度达到每秒13.5公里,步枪子弹的飞行速度只有它的1/15;它的体型够小,直径50米在宇宙中是很小很小的小不点儿。
很不幸,它在悄悄靠近火星的过程中,被地球监视部队中一个科学家――安德烈・博阿蒂尼发现了。
2007年11月20日,在位于美国亚利桑那州图森市以北的莱蒙天文台,博阿蒂尼用一架1.5米口径的望远镜观测天空,突然负责分析天空成像图的电脑提醒他:找到一个移动天体。后来证明,这就是2007WD5。那天,一起“归案”的还有一颗小彗星。
其实,2007WD5“栽”得也不算太冤枉,卡塔利娜天空搜索小组是“抓捕”近地天体的神捕团队。2007年,“栽”在这个小组手上的近地小行星共有466颗。北京天文馆馆长朱进说,他所在的一个项目组在1996年至1999年间发现2700多颗小行星,但其中近地小行星只有5颗。
“美国喷气推进实验室对好几夜的观测数据进行分析后,我们才发现,这颗小行星可能会接近火星。”卡塔利娜小组主管史蒂夫・拉森在回复记者的电子邮件中说。
最新观测表明,2007WD5“流窜”到火星上的可能性为3.6%。卡塔利娜小组运营主管爱德华・贝斯霍尔说,这个几率“相当高”――一般小行星撞上地球之类的可能性仅为百万甚至亿万分之一,绝大多数小行星撞上火星或地球的几率实际上为零。
2007WD5可能为科学家带来首次亲眼观看小行星在行星上“作案”过程的机会――这样的机会千载难逢。贝斯霍尔说,按照2007WD5的等级来看,如果撞击发生,它将可能给火星表面留下一个140米深、1公里直径的“创口”,其爆炸威力相当于一枚300万吨级的炸弹。如果拿二战时美国投在日本的原子弹作对比,这将相当于在火星上投了约150枚原子弹。
小行星的“案底”
人类发现第一颗小行星,是在1801年,发现近地小行星则要晚约100年,但近地小行星在地球上的“作案”历史远不止100年。
近地小行星的头号大案可能是消灭恐龙。据推测,6500万年前,一颗直径约10公里的小行星光临墨西哥尤卡坦半岛,爆炸掀起的尘云使地球地面至少有6个月处于黑暗状态,并由此开始了长达10年“核冬天”一般的寒冷年月,大量动植物遭遇灭顶之灾,包括当时的统治者恐龙。
但恐龙的诞生可能也是由小行星撞击地球导致的。美国俄亥俄州立大学的地质学教授拉尔夫・冯・弗里斯等人在研究南极洲的一个巨大陨石坑后认为,2.5亿年前,一个直径约48公里的小行星撞上地球,导致冈瓦纳大陆开始分裂,最终澳大利亚向北漂离,包括三叶虫在内的九成物种灭绝,恐龙的祖先古蜥很快就占领了空荡荡的陆地,大灭绝200万年后出现了第一批原始恐龙。
从这个意义上说,把近地小行星归为杀手并不完全准确。不过近地小行星仍是极端危险的,因为到现在我们也控制不了它们,只能监视。如果说地球是一个均衡的稳定系统,那么小行星就是深具威胁性的强大变数。
近百年来,小行星在地球上“作案”不多,或者说影响不大,最著名的一次可能是1908年的通古斯爆炸事件。有科学家估计,一颗直径60米的小行星落入西伯利亚通古斯地区,引起一场大爆炸,夷平约2000平方公里的森林。据说爆炸两天后,大气里仍然有大量的尘埃,以至于在1万公里以外的伦敦市街道上,人们可以在晚上靠尘埃的漫反射光看报纸。
“处理”小行星
近地小行星“罪证”确凿,那该怎么处理呢?
首先,建档。近年来,科学家逐一登记并按危险等级把近地小行星分类。直径1公里以上的才可能“作大案”,给地球带来全球性的灾难,据估计,这种小行星有1000颗左右,现已确认了700多颗。它们来地球“作案”的次数很少,平均10万年才会有一次。而直径约10公里的近地小行星“犯案”可能性更小,平均3000万年才可能有一次。只有直径50米左右的光顾地球比较频繁,平均100年一次。直径小于50米的落入地球大气层时,摩擦产生的热足以把它们基本烧尽。美国宇航局估计,对地球产生威胁的近地小行星和彗星可能有2万颗左右。
目前评估近地小行星威胁程度的,是国际天文学联合会1999年在意大利都灵制定的险级标准,共分11级,从0级到10级,危险程度递增。截至目前,1级的小行星只有1颗,其他的要么为0级,要么直径小于50米,都没有威胁。不过,科学家相信,可能有不少“大鱼”漏网。
其次,监控。卡塔利娜天空搜索小组干的正是这件苦差事,以求建立地球监控、保护系统,外号“太空卫士”。美国宇航局1998年启动了一项十年计划,目标是到2008年底发现90%直径1公里以上的近地小行星。到2005年,美国国会又要求美国宇航局制订计划,在2020年前监测90%直径140米以上的近地小行星等近地天体。但是,这项计划遇到了经费问题。美国宇航局说,通过地面设备监控可能需要投资约8亿美元,而在太空使用红外线望远镜监控可能需要投资10亿至13亿美元。
2007年9月,俄罗斯航空航天署署长阿纳托利・佩尔米诺夫也宣布,俄罗斯要在2040年前建成一个太空保护系统,防止小行星撞地球。俄罗斯太空研究所的专家尤里・扎伊采夫最近撰文表示,建成这样一个系统,可能至少要包括在地球南北半球地面各建三四个口径5米的望远镜,以监控直径1公里以上的小行星;在地球轨道上使用20到30厘米口径的望远镜,以监控离地球数百万公里直径50至100米的小行星。
第三,消灭危险。从原理上讲,人类现有的技术已可以对付这些近地天体。好莱坞电影中常用的办法是原子弹引爆,但科学家一般不建议用它,因为这可能使小行星裂解得更难控制。最佳方案可能是用某种方法,比如安装太阳帆“温柔”地推小行星,只要让小行星的速度改变一点点,大约每秒改变几毫米,几年内就可能使它偏离原轨道。此外,可以通过镜子反射和涂油漆等影响小行星吸收热量,通过热能变化使其偏离轨道。
第四,利用。小行星能提供丰富的矿产资源,相当一部分含铁等物质,一颗直径1公里的“金属”小行星上含有的原料是全世界一年钢产量所需原料的5倍,目前已知有近200颗近地小行星可以利用。莫斯科国立大学国家天文研究所的弗拉季斯拉夫・舍甫琴科2004年预测,到本世纪四五十年代就可以到小行星上采矿。
此外,小行星还能提供未来深空探险所需要的水。一些小行星含有冷冻水,如果可以提取,不但饮用水有了,还能用来分解为供人类呼吸的氧气和用于飞行器燃料的氢气。有科学家说,人类飞往火星的途中可能离不开小行星上的水资源。
因为小行星的潜在经济价值,美国宇航局近年来提出派宇航员登陆小行星的设想。早在1970年就有学者曾在《科学》杂志上预言,人类登陆小行星可能成为“探索太阳系的过渡一步”。
(摘自《望东方周刊》2008年第4期)