最近，一颗编号为“2024 YR4”的小行星“可能会在7年后撞击地球”的话题在网络上引起热议。
中国天文专家表示，目前的撞击概率只是一个估值，眼下更重要的是开展持续观测和轨道测算。即便未来对人类构成明确威胁，防御策略也有很多，中国目前已开始部署“近地小行星防御系统”，全球科学家也正以“行星防御”为纽带展开协作。
小行星撞地球，这位“天外来客”是何方神圣？
“2024 YR4”于2024年12月27日首次被发现。据估计，这颗小行星直径为40至90米，与一栋大楼大小相当，其潜在破坏力更多来自速度而非体积。若它撞击地球，速度或接近每小时4万英里(约6万4000公里)。最可能的情况是进入大气层后发生空中爆炸，相当于约770万吨三硝基甲苯(TNT)的能量爆炸，足以摧毁一座城市。
▲小行星“2024 YR4” 图片来源：美国有线电视新闻网
不过“2024 YR4”大小与“行星杀手”级别的小行星相差甚远。“行星杀手”小行星是指直径为1公里或更大的太空岩石，可能对生命造成毁灭性影响。据估计，造成恐龙灭绝的小行星的直径约为10公里。
自2025年1月初以来，美国国家航空航天局(NASA)的天文学家一直使用望远镜来追踪这颗小行星。目前，这颗小行星距离地球超过4800万公里。在发现“2024 YR4”小行星之后，专家最初估计的撞击概率为1%，后来这一概率呈动态上升趋势，NASA2月18日发布的最新计算结果显示，这颗小行星如今有3.1%的机会于2032年12月22日撞上地球，是现代预测记录中最具威胁性的太空岩石。
“之所以预测概率会有变化，是因为小行星撞击地球概率的计算方法会受到轨道计算误差、光照和大天体引力等因素的影响，”天文科普专家曹林说，“这和天气预报类似，时间越临近，预测得也就越准确。”
▲中国科学院紫金山天文台在云南姚安曾进行过人类第11次成功预警小行星撞击的观测，图为观测图像 图片来源：央视新闻
已知有2000多颗小行星对地球造成威胁
小行星如何定义?美国国家航空航天局(NASA)的定义为：下限是直径1米，还有观点认为是直径10米。为什么定义为10米?北京大学地球与空间科学学院教授焦维新解释说，直径10米以上的小行星进入地球大气层的时候才不会燃烧尽，至少会有一些流星体落在地球表面。
▲2020年12月23日7点23分，一颗“火流星”划过青海玉树和西藏昌都交界的高空，后降落在地 图片来源：央视新闻
小行星按照位置可以分为三种：围绕地球附近转的近地小行星、在火星和木星之间分布的主带小行星和特洛伊群小行星。
焦维新表示，作为近地小行星，满足近日距(地球到太阳最近距离)小于1.3AU(AU是一个天文单位，地球到太阳的平均距离定为1AU，约等于1.496亿千米)的小行星为近地小行星。近地小行星按照不同的位置又分成阿莫尔小行星、阿波罗小行星、阿坦小行星和阿提拉小行星。
随着地面望远镜性能的提高，几米大小的小行星都已经能够看见了，截至2021年，科学家已经发现了27000颗近地小行星。科学上将对地球有潜在威胁的小行星用符号PHA表示。截至2021年2月2日，科学家一共发现了2216颗PHA，那就是说我们知道的已经有2000多颗小行星对地球有潜在威胁了。随着小行星探测的不断深入，这一数字还在继续增长。
2023年11月，墨子巡天望远镜就新发现了两颗近地小行星——2023 WX1和2023 WB2.其中2023 WX1与地球的最小轨道交会距离为0.0416个天文单位，预估直径约170米，是一颗潜在威胁小行星(PHA)。
这2000多颗小行星一定会撞到地球吗?不一定。“我们只是说这些天体撞击地球的危险性更大一些。另外，小行星由于太小，运行的轨迹容易受到大天体的影响。科学家预报对地球没有灾害，但是受其他天体影响以后，可能它会越来越靠近。也有的现在看起来对地球有潜在的威胁，但是受其他因素的影响离我们越来越远了，所以这个数据是动态发展的。”焦维新解释说。
小行星撞击地球不是空穴来风
“小行星撞击地球并不是空穴来风。”焦维新表示。2013年2月15日，俄罗斯的车里雅宾斯克发生小行星撞击事件，小行星进入大气层的时候，在天空中留下大约10千米长的痕迹。小行星的主要碎片击中了切巴尔库尔湖。该次事件中有1491人受伤。
历史上，地球经历了大灾变，确认的已经有将近200个陨石坑。还有一些陨石坑因为地球、河道的变迁等原因已经没法辨认。
比如1908年6月30日上午7时17分发生在现今俄罗斯西伯利亚上空的通古斯卡大爆炸事件，爆炸威力估计相当于2000万吨TNT炸药，2150平方千米内的8000万棵树全都焚毁倒下。
焦维新表示，目前比较一致的意见是，一颗直径大概60米到190米的小行星，在大约离地面高6至10千米的上空因大气层剧烈摩擦受热不均匀所以发生了爆炸，因此导致了整个通古斯卡的森林被毁。
他说，小行星撞击地球的危险仍然存在，主要是三个原因：首先是，海量天体尚未发现。我们观测到的数量也就10%左右。还有许多天体没有发现，这些天体到底有没有撞击地球的危险性，我们还不太了解。2020年8月中旬，一颗大小如SUV轿车大小、编号为“2020 QG”的近地小行星，近距离掠过地球。而就在它即将离开之时，被美国宇航局的探测器探测到，但这已经是6小时以后的事情了。
第二个原因是不速之客突然来袭，这还包括了短周期彗星，偶然闯入内太阳系，人类更难以确定它的轨道。比如休梅克-利维9号彗星在1994年7月8日因为受到木星强大的引力而分裂为21个小碎块，并在1994年7月16日以每小时21万千米的速度撞向木星的南半球。碎片G的威力最大，达6兆吨TNT炸药，它的当量所造成的“疤痕”预计比地球直径还要大。
休梅克-利维9号彗星撞击木星凸显了木星在太阳系扮演着“太空吸尘机”的角色。它的强大引力可吸掉不少彗星和小行星，木星发生彗星撞击的概率是地球的2000至8000倍。地球位置非常优越，有木星保护，地球才是一个适居的星球。
第三个原因是雅克夫斯基效应，小行星吸收阳光和释放热量时会对小行星产生微小的推动力。比如根据对小行星6489 Golevka的观测，1991年到2003年间，位置比预期值移动了15千米。
多种手段可消除小行星威胁
小行星撞击地球的风险有多大?“尺寸小的因为数量多，所以概率大。”焦维新说。根据统计规律，如果直径小于30米，在高层大气中就破碎了，一般不会在地面造成人员伤亡。直径大于30米、小于100米，这种天体在低层大气中燃烧破裂，对地面会产生局部的影响。
直径大于100米、小于300米的小行星，能直接撞击到地球表面，产生直径为几千米的陨石坑，所导致的灰尘会影响直径10千米的区域。
直径大于300米、小于600米的小行星，将引发最小级别的全球性灾难，可造成大约50万人死亡，发生事件间隔为25000年。
直径大于600米、小于1000米的小行星，将造成中等级别的全球性灾难，死亡人数约500万，时间间隔为70000年。
直径大于1千米小于5千米的小行星，足以造成全球性的危害，死亡人数超过10亿，大概每几百万年发生一次。
焦维新介绍说，人类避免小行星撞击主要有十大措施。第一是加强观测提前预报，了解它的轨道情况。第二，动力撞击偏转轨道。第三，安装火箭改变轨道。第四，太阳帆推动。第五，引力牵引器。第六，在小行星附近核爆炸。第七，在小行星内部核爆炸。第八，质量投射器。第九，激光烧蚀。第十，用太阳能使物质汽化产生推力。
其中发射探测器动力撞击的方案已经开始实施。2021年11月，美国发射两颗卫星DART到相对较近的天体，撞击一颗直径大约780米的大型小行星以及一颗直径为160米的“小卫星”。
另外，早在1996年1月，美国就发射了“近地小行星约会”探测器。在飞往小行星的过程中，探测器向地球传回了16万张照片与大量珍贵的材料，为科学家们提供了许多将来探测其他小行星与彗星的重要参考。在飞越32亿千米的距离后，探测器成功进入到了“爱神”小行星的轨道。2001年2月12日，探测器成功降落于“爱神”小行星，实现了历史上首次探测器和小行星的相会。
2014年，日本又发射了小行星探测器隼鸟2号，采取接触即离的探测方式采集小行星样本并返回地球。
中国开始部署“近地小行星防御系统”
2023年，中国国家航天局副局长吴艳华披露，中国首先要完善建立地基天基对小行星的监测预警系统，不仅要编目，关键是分析判断哪些是重危型;要对是否有可能解除这些威胁进行技术研究和攻关。
在完善对小行星探测能力的同时，中国也要着手组建近地小行星防御系统。吴艳华透露，中国要争取在“十四五”末期或者2025年、2026年实施一次对某一颗有威胁的小行星的抵近观测，进行就近撞击，并就改变其轨道进行技术实验，为未来人类应对小行星等地外天体对地球家园的威胁，作出中国的新贡献。
2023年10月22日，中国深空探测实验室主任兼首席科学家、中国工程院院士吴伟仁在中国科协年会上表示，中国将在未来10年内展开首次“近地小行星防御任务”，计划选用“伴飞 +动能撞击+伴飞”模式，当撞击器对目标小行星实施动能撞击时，探测器对撞击过程进行全程观测，并在撞击后继续开展撞击效果评估和科学探测等工作，通过一次任务实现“动能撞击+天基评估”。
具体做法是：瞄准一个距离地球数千万千米、几十米大的小天体，然后在它1000万千米外发射撞击器，使其运行轨道改变，再评估效果。这一任务的目的是验证防止小行星撞地球的能力，实现“撞得准，推得动，测得出，说得清”的目标。
近日，国家国防科技工业局重大专项工程中心发布招聘公告，公开招聘3名“行星防御岗”员工。据了解，“行星防御岗”员工承担的任务主要为近地小行星监测预警研究。
来源：人民网、央视网、中国科学报、科普中央厨房、齐鲁晚报、科技日报
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