小行星

李大光

翻閱人教版高中地理選修（一），我們可以得知：太陽系中的小天體，除較小衛星外，還包括小行星、衛星、彗星和行星際物質。其中，小行星是繞太陽運行、主要由巖石物質組成的小天體。歷史上曾光臨地球的小行星數不勝數，它們都給地球帶來過什么樣的影響呢？一起來看看吧。

頻頻光顧的小行星

長期以來，人們一直在擔心宇宙間星體的碰撞會威脅到地球，但直到20世紀80年代，當恐龍滅絕被歸咎于彗星或小行星的撞擊時，這個領域才獲得了科學界的關注。目前，澳大利亞工程師邁克爾·潘恩的計算機模擬得出的結論是，在過去1萬年里，地球被小行星撞擊的次數約為350次，而到達地球的小行星的平均體積與1908年吞噬通古斯2000平方千米森林的那塊相當。他的數據模擬計算結果是根據什么得出的？近些年來的研究結果能夠證實他的計算嗎？

天體的體積和撞擊地球的頻率呈逆相關關系。直徑約1千米的小行星平均50萬年撞擊地球一次。體積較大的小行星，例如直徑5千米的天體平均大約每1000萬年撞擊地球一次。最近一次撞擊地球的直徑10千米以上的天體是6500萬年前很可能造成了白堊紀-第三紀滅絕事件的天體。6500萬年前，一顆直徑10千米的小行星撞擊了尤卡坦半島北部，引發了一場全球風暴，接著是寒流，這很可能是導致恐龍滅絕的主要原因。

2019年年初，世界著名天文學家基本達成共識，他們最近在美國《科學》雜志上發表研究報告稱：自從恐龍時代以來，小行星撞擊地球和月球的頻率提高了2～3倍。這一速度的增加始于2.9億年前，很可能與火星和木星軌道之間的小行星帶發生的某種大型宇宙碰撞同時發生。其結果是產生的碎片中的一部分靠近了地球和月球，這導致了小行星撞擊地球頻率的提高。

近代，小行星仍時不常地光臨地球，歷史上對于這類天災曾留下過一系列記載。不過隨著科學技術的發展，人們對小行星的了解逐漸加深，更客觀理性地對它們展開了科學調查。

小行星來訪史

1490年，一顆小行星在中國慶陽（現在在甘肅境內）上空爆炸，造成大約1萬人死亡。雖然由于資料缺失，真實情況無法準確確認，但這場降落在中國境內的流星雨確實發生過，它可能是已經解體的小行星在空中爆炸的結果。不過，美國國家航空航天局（NASA）噴射推進實驗室的科學家注意到慶陽流星墜落和1908年的通古斯事件有一些相似，都足以在人口高度稠密區造成災害。

1801年1月1日，意大利數學家和天文學家朱塞普·皮亞齊（Giuseppe Piazzi，1746—1826）在繪制恒星圖時發現了第一顆也是最大的矮行星谷神星。這是一顆軌道位于火星和木星之間，直徑583英里（1英里=1.609344千米）、形狀幾乎是球形的小行星。

當皮亞齊第一次發現谷神星時，他以為自己發現了一顆彗星，但科學界很快就發現這是一顆行星。在類似但更小的同類天體被發現之后，科學家們開始使用“小行星（asteroid）”一詞來定義這些圍繞太陽和行星旋轉的更小的行星。大多數被發現的小行星都位于皮亞齊首次發現谷神星的同一區域。

1908年，一顆小行星在西伯利亞通古斯河附近的上空爆炸，炸毀了2000平方千米的樹木，造成1000頭馴鹿死亡，但顯然沒有人死亡。因為這個石質天體是在大氣中爆炸的，所以沒有留下隕石坑。

1937年，直徑約1千米的小行星赫爾墨斯（Hermes）在約2倍于地月距離遠處與地球擦肩而過。赫爾墨斯雖然比殺死恐龍的類地行星還要小，但它可是一個真正的“殺手”，如果撞擊地球將造成巨大的破壞，并殺死數百萬人。

1980年，太空觀察項目（Spacewatch）在亞利桑那大學啟動，這一項目最初目標是探索太陽系中各種小天體的數量，分析小行星和彗星的統計數據，以研究太陽系的動態演化。1998年以后，太空觀察項目主要關注這些目標天體的后續測量，重點監測可能對地球造成危害的天體的位置和運動狀態。

1980年，物理學家路易斯·阿爾瓦雷斯和他的團隊認為恐龍滅絕應歸咎于一次小行星撞擊造成的環境破壞。他們認為，由此產生的全球煤煙和塵埃云使地球冷卻到足以讓恐龍滅絕。當時許多科學家，包括著名的彗星研究者，都認為這是一個荒謬的想法。直到尤卡坦半島北部發現了一個180千米寬的隕石坑，為這一理論提供了證據。

2000年，美國國家航空航天局的近地小行星跟蹤系統公布了關于大型小行星在當時的新數據。“到目前為止，科學家們認為大型近地小行星的數量在1000到2000顆之間，但事實上真實數據可能大大超過這個數字?！币敶髮W的戴維·拉比諾維茨（David Rabinowitz）說。

2003年，日本向一顆名為“糸川（Itokawa）”的小行星發射了隼鳥號（Hayabusa）探測器，大約7年后，它帶著太空巖石樣本返回了地球。這些樣本一直是科學界非常感興趣的話題，一篇新的研究論文揭示，這些微粒包含著一些物質，可以幫助我們了解我們星球的歷史，其中非常重要的一項是：水。我們無法完全確定地球從哪里獲得大量的水資源，但是科學家提出了很多的理論猜想。其中一種猜測是，地球在形成時期受到小行星的撞擊，而這些小行星恰好含有水冰。不過需要足夠多的撞擊次數才能將如此多的水輸送到地球上形成海洋，這是對于地球為什么會充滿水的一個很好的猜測。

2018年，日本的隼鳥2號（Hayabusa2）宇宙飛船在小行星“龍宮（Ryugu）”上進行了重要探索。日本宇宙航空研究開發機構在抵達這塊太空巖石，并經過充分計劃后，向其表面發射了一枚炮彈，以收集其內部的樣本。像這種樣本采集模式，難度在于探測器能否安全著陸。

2018年12月底，美國國家航空航天局的深空探測器“奧西里斯-雷克斯（Osiris-Rex）”飛抵目的地小行星的近距離軌道。據稱，這顆規模接近摩天大樓的小行星上可能會有有機化合物，并且可能在大約150年內與地球相撞。這顆深空探測器于2016年9月發射，并開始了美國國家航空航天局史無前例的歷時7年的任務——對小行星本努

（Bennu）進行近距離探測，從其表面采集樣本，并將樣本返回地球進行研究。本努是一顆約1/3英里（1英里=1.609344千米）寬的巖石，形狀像一個巨大的橡子，圍繞太陽運行的距離與地球大致相同，據悉其富含有機分子，歷史可以追溯到太陽系的早期。

2029年4月15日，一顆小行星將從地球上空掠過。屆時這顆綽號為“阿波菲斯（Apophis）”的小行星距離我們將和一些衛星一樣近，距離地球大氣層只有幾千英里。這將使它成為歷史上距離地球最近的小行星之一，對科學家來說，這是一個極好的機會，可以讓他們盡可能多地了解它。很多小行星總是與地球擦肩而過，但它們通常不會離地球比月球更近。但阿波菲斯達到了，它的直徑超過300米，這意味著它足夠大，當它飛過我們身邊時，將可以用肉眼看到。

小行星的來訪曾給地球帶來過許多災難，但是在科技飛速發展的現在也帶來了珍貴的研究資料。相信在未來，我們可以逐步掌握小行星的規律與奧秘，將危機轉換成科學進步的機遇和力量。

知識鏈接：地球附近的小行星

目前，世界各國的天文學家研究證實，太陽系中已知的超過60萬個小行星中，有10萬個屬于近地天體（Near-Earth Objects，NEOs），其中一些會在未來與地球某部分相撞。監測這些星體是美國國家航空航天局正在進行的空間研究工作中的重要部分。美國國家航空航天局的“近地天體探測器（NEOWISE）”從2013年12月開始工作。這艘宇宙飛船最初是在2009年作為“廣域勘測探測器（WISE）”發射的，它依靠紅外望遠鏡尋找以前未被探測到的星團和主帶小行星。2011年2月，任務結束，飛船進入休眠狀態。2013年12月，“近地天體探測器”被重新激活，在其剩余的使用壽命內被用于測量近地天體（即彗星和小行星）。現在已經將過去的觀察數據向公眾開放，其中包括72個以前不為人知的近地天體。