小行星或撞地球：虚惊一场，还是严重威胁？

▲ 天文学家在这幅图像中发现了小行星2024 YR4。（图片来源：NASA）

文｜南方周末特约撰稿 鞠强

责任编辑｜朱力远

小行星是在太阳系内环绕太阳运行但体积和质量都远小于行星的小天体。随着观测能力的提升，那些体积小、亮度低而曾经长期隐匿在天文学家视野中的小行星逐渐现身。这些小天体因为携带着可以解答太阳系起源、演化以及生命起源等关键问题的线索而成为天文学研究的“宠儿”，与此同时，它们也因可能撞击地球而对我们产生威胁，因此天文学家需要时刻对它们加以提防。

2024年12月27日，美国夏威夷大学部署在智利里奥乌尔塔多的“小行星撞击地球最后预警系统”（ATLAS）的望远镜在执行美国国家航空航天局（NASA）的近地小行星搜索任务时发现了一颗新的小行星，这颗小行星被临时编号为2024 YR4。此后，国际小行星预警网络（IAWN）的天文台对这颗小行星进行了后续观测，并在更早时间的12月25日和26日的存档图像中也发现了这颗小行星的踪迹。

随着观测的进行，天文学家对这颗小行星的大小和轨道等情况有了更多的了解，他们估计2024 YR4的直径在40米到90米之间。美国国家航空航天局喷气推进实验室近地天体研究中心（CNEOS）和欧洲空间局近地天体协调中心（NEOCC）等机构还各自独立计算了这颗小行星撞击地球的概率并形成了共识：1月27日，他们的计算结果显示2024 YR4在2032年12月22日撞击地球的概率超过1%。这个结果引发了国际天文学界的高度关注。

通常情况下，由于观测数据有限，小行星的轨道在发现初期只能进行近似计算，它在太空中撞击的风险走廊是一条宽阔的通道，当走廊的任何部分与地球重叠时，小行星即被视为威胁。在被发现之后的一个月里，观测数据的增加使得天文学家能够进行更加精确的轨道计算。他们预测2024 YR4在2032年可能途经的区域已经大大缩小，但地球仍处于这个区域内，因此它撞击地球的概率在这一个月里会呈现逐渐增加的趋势。

在超过1%这样一个天文学家设定的阈值后，撞击概率还处于动态变化中：1月29日时为1.3%，2月5日时为1.6%，2月7日时则为2.3%。根据目前的计算，如果撞击真的发生，那撞击点可能位于横跨东太平洋、南美洲北部、大西洋、非洲、阿拉伯海和南亚地区的带状区域的某个地方。这个尺寸的小行星如果撞击地球，将会对局部地区造成严重破坏。

国际小行星预警网络在1月29日向联合国外层空间事务办公室（UNOOSA）和空间任务规划咨询小组（SMPAG）通报了有关情况，国际小行星预警网络和空间任务规划咨询小组也已经启动了响应机制。根据两个组织在2017年商定的响应标准，如果被发现的小天体的估计尺寸大于10米且预测撞击概率大于1%，国际小行星预警网络就要发出警告；而如果预测撞击时间在50年内、预测撞击概率大于1%且天体被估计尺寸大于50米，空间任务规划咨询小组就应该采取进一步的行动。从目前的观测结果看，2024 YR4无论是大小还是撞击概率都符合启动响应机制的标准。

1月31日，空间任务规划咨询小组在一次临时会议后发表声明，表示已经了解到这颗小行星的已知事实，但是认为立即采取行动还为时尚早。不过，他们会继续密切监测撞击概率的变化和小行星尺寸的观测信息，并计划在2025年4月底或者5月初之前召开下一次会议。在2月5日的另一份声明中，该组织表示他们已经对此进行了讨论，认为目前还无需制定具体的空间任务建议。

2025年1月31日，2024 YR4距离地球4800万千米，相当于地月距离的160倍。现在，这颗小行星在环绕太阳的轨道上继续运行并在远离地球，一直到2025年4月初，天文学家都将使用几台地基望远镜对这颗小行星进行跟踪，此后它会因为距离太远变得太暗淡而消失在地基望远镜的视野中。这颗小行星的轨道周期大约为4年，待它在2028年6月再次靠近地球并能够被观测到的时候，它同地球的最近距离约为地月距离的20倍，在这个过程中它不会撞击地球。

除了继续对2024 YR4进行观测外，天文学家还尝试从此前的观测数据库中进行搜索，以查看是否曾经记录过这颗小行星的图像。虽然这样的搜索并不容易，但假如能在档案中找到更多数据的话，将会使对2024 YR4轨道的计算更加精确，由此撞击概率也会发生显著的变化。

国家天文学联合会（IAU）从1999年开始使用都灵量表（Torino Scale）对潜在的撞击地球事件进行分类，其中包括从0到10的整数刻度，并带有相应的颜色编码。这个量表显示了潜在事件的可能性及其后果，数字越大，代表事件越不寻常，需要引起格外关注。

黑色箭头显示，2024 YR4在都灵量表中的评级从2024年12月29日的1级增加到2025年1月27日的3级。（图片来源：NASA）

2024 YR4目前在都灵量表中的评级为3级，这样的评级非常罕见，因为这只发生在大于20米且撞击概率为1%或更高的小行星上，而同时具有这样大小和撞击概率的小行星是极少的。较小的小行星的撞击概率更高，甚至高达100%，但由于它们很小，通常会在地球大气层中燃烧殆尽而不会造成任何危害，因此这样的小行星在都灵量表上的评级始终为0。近年来，曾有数颗小行星在量表中评级达到了1级，即存在较低的撞击概率，但经过进一步计算后，又都回到了0级。

一般情况下，像2024 YR4这样撞击概率在一段时间内增加是普遍现象，通常最后都会又降低为0。这是因为随着观测的进行，风险走廊会继续收窄并远离地球，因此撞击风险会突然下降。即便此时对小行星轨道的计算仍然存在一些不确定性，天文学家也会排除发生撞击的风险。

最具代表性的例子是2004年发现的小行星阿波菲斯（Apophis）。2004年6月19日，美国亚利桑那州基特峰国立天文台的天文学家发现了一颗新的小行星，编号为2004 MN4，后来这颗小行星获得正式编号99942，并以古埃及神话中的破坏之神“阿波菲斯”的名字命名，中文又被称作“毁神星”。这颗小行星撞击地球的概率曾经达到2.7%，在都灵量表中的评级达到4级，堪称“史上第一危险天体”（在此之后没有天体突破过2级，直到最新发现的这颗小行星）。但后续观测确认其将在2029年安全掠过地球，撞击概率为0，在未来100年内也不会撞击地球。

天文学家估计，在太阳系中大小不等的小行星超过100万颗，其中绝大多数隐身于太空中的小行星在自己的轨道上运行，对人类不会有任何影响。天文学家只是认为其中两类小行星可能对地球构成威胁：一类是近地小行星，指的是轨道近日点距离在1.3AU（1AU=1.496×108千米）以内的小行星；另一类是潜在危险小行星，指的是直径大于150米、运行轨道与地球平均轨道的最小距离小于0.05AU（大约20倍地月距离）的小行星。

图中所示为地球及月球环绕地球的轨道，黄点表示根据截至2025年1月31日的数据所预测的2024 YR4与地球在2032年12月22日相遇的可能区域，该区域只有1.6%与地球相交。（图片来源：NASA）

小行星虽然体积不大，但仍可能具有很大的破坏力，几个著名事件也使得公众在听到小行星的威胁时不免会紧绷神经。一种主流观点认为，6600万年前一颗小行星撞击地球引发的生态灾难最终结束了恐龙称霸地球的时代。虽然近年来围绕恐龙灭绝的原因有很多新的理论，但是小行星撞击毫无疑问曾对地球的生命演化造成过巨大影响。

在近代历史中，通古斯大爆炸则是小行星撞击地球的代表性事件。1908年，一颗冲进大气层的小行星在俄罗斯西伯利亚通古斯上空发生爆炸。爆炸的威力相当于2000万吨 TNT 炸药，造成超过 2150 平方千米内的8万棵树被焚毁。进入21世纪，也有引发全球关注的小行星撞击事件。2013 年 2 月15日，一颗直径约18米的小天体进入大气层，下降成一颗超级火球，在俄罗斯车里雅宾斯克州上空约30千米处爆炸，事件造成约上千人受伤，数千幢建筑物遭到损毁。

2003年，美国国家航空航天局（NASA）的一个研究小组指出，直径超过1千米的小行星撞击地球会引发全球性灾难，而直径超过140米的小行星撞击地球会引发洲际灾难。因此，天文学家在观测时，会把140米和1千米作为划分小行星大小的分界线。此外，等效直径50米量级和10米量级的小行星也会引发不同程度的危害，这也是国际小行星预警网络和空间任务规划咨询小组两个机构启动响应机制所设定的两个尺寸标准。更小的小行星会引发火流星事件，一般不会给人类造成明显的危害。

虽然像毁神星和2024 YR4这样的小行星引起了天文学界和公众的高度关注，但已经发现的绝大多数小行星与地球发生撞击的概率低到可以忽略不计，在数百年的时间尺度上都不存在撞击地球的可能性。不过，令天文学家担忧的是，由于小行星小且暗淡而我们现有的观测能力有限，可能有大量的近地小行星还没有进入观测的视野。据估计，我们已经发现的近地小行星只占总数的2%，而70%的直径在140米以上的小行星、97%的直径在50-140米的小行星以及99%的直径在10-50米的小行星尚未被天文学家发现。