發現小行星沖向地球怎麼辦?人類首次撞擊試驗,空前成功

觀風雲再起 發佈 2024-04-07T00:50:09.827597+00:00

當 DART 以超過每秒 6 公里的速度沖向 孿小星 時,第一個擊中的部分是它的一塊太陽能電池板,它撞到了一塊 6.5 米寬的巨石上。

如果你在30年前問我,「從下周二開始的一周內某一天,我們能不能保證一顆巨大的小行星撞擊地球時,不會讓人類毀滅嗎?」 我只能回答你「不能」 !

但如今不同了,天文學家已經找出了天空中幾乎所有危險的小行星,就在去年9月,美國航天局(NASA)的「雙小行星重定向測試」—— 簡稱「DART任務」又取得了成功!一旦出現了類似的威脅,人類就知道該怎麼做了。

「行星防禦計劃」DART任務詳情

去年9月,NASA發現太空中有一組小行星由一大一小兩顆組成,其中孿小星(Dimorphos)寬151米,繞著體積更大的孿大星(Didymos)旋轉,這兩顆小行星無論現在還是將來,暫時都不會對地球構成威脅。NASA於是制訂了一項計劃,目標是讓孿小星的軌道發生足夠偏轉,好讓天文學家利用地基望遠鏡觀測這對小行星的亮度差異來發現偏轉變化。

NASA華盛頓總部操縱一架命名為DART的太空飛行器撞向了一顆小行星,人為改變了該岩質小行星在太空中的運行軌道,完成了行星防禦計劃的首次測試。現在,科學家通過詳解這次撞擊過程及其結果,發現人類在宇宙中的「這一擊」可謂非常成功。

DART太空飛行器和一輛高爾夫球車差不多大,它撞擊的「孿小星」 ,大小類似一個大金字塔。這次撞擊縮小了孿小星繞另一顆岩質小行星孿大星的軌道——孿小星現在繞其一圈的時間比撞擊前快了33分鐘。這意味著,如果人類探測到危險的小行星正向地球靠近,撞擊計劃很有可能使其軌道偏離地球。

當 DART 以超過每秒 6 公里的速度沖向 孿小星 時,第一個擊中的部分是它的一塊太陽能電池板,它撞到了一塊 6.5 米寬的巨石上。幾微秒後,飛船主體與巨石旁邊的岩石表面相撞——價值 3.3 億美元的 DART 粉碎成碎片。這次撞擊從孿小星 的 43 億公斤質量中噴出了至少 100公斤的岩石。碎片形成了一條尾巴,在小行星後面延伸了數萬公里。隨著尾巴在太陽光線的壓力下移動和進化,各種望遠鏡觀察了數周;哈勃太空望遠鏡甚至檢測到第二條尾巴,它在撞擊後 18 天消失了。

天文學家通過使用地面望遠鏡時刻監測這對衛星的亮度來發現其變化。他們發現,在太空飛行器撞擊後,岩石似乎立即變得明顯更紅;之後,撞擊穿過小行星風化的內部,並暴露出部分內部,使得小行星在撞擊幾小時後又呈現藍色。

撞擊測試研究分析

美國馬里蘭州勞雷爾的約翰斯·霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家Carolyn Ernst說,更多細節的發現有助於研究人員理解為什麼這次撞擊能如此成功地使小行星偏離軌道。

據分析,一個因素是太空飛行器撞擊了距離孿小星的中心約 25 米的地點,使其撞擊力最大化。另一個是小行星的大量碎石因撞擊而向外飛散。這股力量的反衝力將小行星推離了之前的軌道。研究人員估計,碎石噴濺使孿小星獲得了近乎於DART撞擊力4倍的額外動量。

對今後的深遠意義

研究人員表示,雖然美國宇航局只在一顆小行星上展示了這項技術,但其結果可能廣泛適用於未來的危險。 「這意味著如果存在威脅,我們可以迅速策劃一個使小行星偏轉的任務,而且我們知道成功的可能性很大。」

NASA華盛頓總部的DART項目科學家Tom Statler說:「如果你在30年前問我,『從下周二開始的一周內,我們能保證一顆巨大的小行星不會讓人類毀滅嗎?』我只能回答你『不能』。」但如今,他說,天文學家已經找出了天空中幾乎所有危險的小行星,而DART任務又被證明行得通——「一旦出現了新的威脅,我們就知道該怎麼做了」。

科學家們將在 2026 年底近距離觀察撞擊的後果,屆時歐洲航天局名為 Hera 的飛船將抵達 Dimorphos。研究人員很想知道 DART 撞擊留下了什麼樣的撞擊坑。與此同時,詳細的科學觀測將持續數周,直到 Didymos 和 Dimorphos 遠離地球的運動使它們變得太暗以至於許多望遠鏡都看不到,然後將它們帶到太陽後面。

Carolyn Ernst說:「還能繼續看著這一切的發展,令人非常激動。」

關鍵字: