日前，美國宇航局(NASA)局長Jim Bridenstine在國際宇航學行星防御會議的主題演講一開始便鄭重提醒：人們需要為小行星撞擊地球事件做好準備。
那么，我們到底準備得如何呢？
我們首先需要了解兩個天文學名詞——“近地天體”與“潛在威脅小行星”。“近地天體”(Near Earth Object，NEO)，是指與地球軌道交會距離小于0.3天文單位(約4500萬千米)的太陽系小天體(包括小行星、彗星等)。“潛在威脅小行星”(Potentially Hazardous Asteroid，PHA)是指直徑大于等于140米，且與地球軌道交會距離小于0.05天文單位(約750萬千米)的近地小行星。PHA是地球人需要特別關注的，因為這些未知的天體隨時可能出現在地球周圍，甚至會撞擊地球。
潛在威脅小行星2018DH1(藍色為地球軌道，青色+黃色為小行星軌道)
我們能做些什么？
首先天文學家要利用望遠鏡對PHA進行“人口”普查，再通過監測它們的軌道給它們登記造冊，持續監測其可能會發生變化的軌道，對可能發生的PHA撞擊地球做出預警，最后才有可能想辦法規避撞擊事件。
你可能會問：為啥是140米，而不是更大或更小呢?根據估算，一顆直徑約140米的近地小行星撞擊地球所產生的能量約3億噸TNT當量，其威力約相當于2萬顆廣島原子彈，會造成地區規模的災害事件。這是我們地球人首先希望避免的。不過我們也不必太過擔憂，因為這種規模的碰撞事件發生的平均概率約為3萬年一次。
對于塊頭更小的近地小行星，由于現有望遠鏡的探測本領限制，目前還沒有能力把它們全部找到并監測。但是它們對人類的威脅卻可能隨時發生，比如2013年2月15日發生在俄羅斯車里雅賓斯克的隕石事件，就是來自一顆直徑約為15米的小行星的一次“偷襲”，造成約1200人受傷，近3000座建筑受損。所以，對這些近地小行星也要盡可能去監測。
目前對PHA的監測是什么水平？
事實上，以美國NASA為主，多個國家都在不斷建造專門的巡天望遠鏡，一直致力于近地天體的探測和追蹤，目標是把PHA“一網打盡”，并能快速預警。然而，截止到2019年4月，全球天文學家已經發現了近兩千顆PHA，但這個數目還不到估計總數的三分之一。PHA的完備監測和預警仍然任重而道遠。
在星空背景中移動的小行星2018 DH1
發現并監測近地天體特別是潛在威脅小行星是識別和減緩災害的關鍵的環節，是關乎地球環境和人類生存安全的大事。為了加強國際間近地天體觀測領域的合作和數據共享，共同應對來自小行星撞擊的威脅，2013年12月，聯合國成立了專門機構——國際小行星預警網(International Asteroid Warning Network，IAWN)。
IAWN目前有15個成員，其中心任務是：搜尋近地天體，協調各國努力，保護地球免受隕石、近地小行星、彗星等太空天體的撞擊。為防范“大塊頭”小行星的突襲，IAWN各成員之間共享PHA的相關信息。當IAWN成員的天文學家發現對地球造成威脅的近地小行星時，聯合國空間任務咨詢組(Space Mission Planning Advisory Group，SMPAG)將負責協調防御使命，確認防御計劃。
中科院紫金山天文臺近地天體望遠鏡(沈文翰/攝)
2018年2月，中國作為正式成員加入IAWN，中國科學院紫金山天文臺“近地天體望遠鏡”是中國加入IAWN的支撐設備。這臺坐落于江蘇省盱眙縣鐵山寺跑馬山的施密特光學望遠鏡建成于2006年10月，主鏡和改正鏡口徑分別為1.2米和1.04米，配備1億像素(10kX10k)CCD。近地天體望遠鏡是目前我國近地天體觀測和研究的主干設備，觀測量在國際上該領域的400多個觀測計劃中位居前十，迄今共發現太陽系小天體四千多顆，其中近地小行星21顆，包括3顆PHA(分別是2016 VC1、2017 BL3、2018 DH1)，并更新了一千多顆近地小行星的軌道參數。
天文學家能做的，就是不停地發現和監測，最終能對所有的PHA提供長期監測和及時預報。要做到這一點，在目前的基礎上，還需要建造多臺中大口徑(2米級及以上)的大視場近地天體普查望遠鏡，通過全球合理布站，形成系統的近地天體監測網絡，開展持續快速巡天。
不過，監測和預報只是第一步。你一定會問：倘若小行星真的來“偷襲”，人類當如何自保?科學家們提出過一系列防御措施，主要包括通過動能撞擊、引力拖拽、核彈爆破等方式改變入侵小行星的軌道到安全地帶，但這些辦法目前可能還都無法完全有效地解決問題。相關的研究還在持續開展，相信隨著科學和技術的不斷發展，人類一定有能力找到有效的防御措施，保護自己賴以生存的地球家園，絕不會像6500萬年前的恐龍一族那樣坐以待斃。
(作者系中國科學院紫金山天文臺研究員、近地天體望遠鏡團組首席科學家，主要研究領域為太陽系天體觀測研究。)
圖文來源：中國科學院紫金山天文臺微信公眾號(caspmo)
關鍵詞： 小行星撞擊地球
