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圈里的小行星有2.2%的概率撞击地球,科学家打算如何应对?

环球科学  · 公众号  · 科学  · 2025-02-17 22:00

正文

发现2024 YR4的图像。图片来源:ALTAS

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撰文 | 王昱
审校 | 冬鸢

是的,正如标题所说,有一颗名为2024 YR4的小行星在2032年12月22日,有2.2%的概率撞击地球,这不是开玩笑——但你也不用担心什么。

2024年12月27日,美国夏威夷大学的阿特拉斯望远镜系统(ATLAS)在巡天观测时发现了一颗小行星,绕太阳一圈需要4年,并且轨道和地球交叉。在观测到这颗小行星时,它正在穿越地球轨道,这时它离地球的距离最近,科学家将它命名为2024 YR4。


人类已知的近地天体,其中轨道和地球交叉的都有可能撞击地球。统计截至2018年1月。图片来源:NASA/JPL-Caltech



大概率不撞


所有运行轨道和地球交叉的小行星都有可能撞击地球,而天文学家可以根据观测数据预测撞击的概率。 天文学家可以结合小行星观测数据的不确定性,在轨道误差分布区间中生成多个虚拟小行星,让它们沿模拟轨道运行,看最终有多少虚拟小行星撞击地球,以此统计小行星撞地球的概率 ——也就是蒙特卡罗法。 截至2025年2月8日的观测数据,2024 YR4撞击地球的概率是2.2%。


2024 YR4 撞击预测,外侧为月球轨道,中心为地球。视频来源: @Tony Dunn/X


2024 YR4目前仍处在观测窗口内,这个观测窗口预计将持续到今年4月。也就是说4月时,我们对小行星撞击地球的概率预测会更加准确——但要说碰撞概率会上升,还是会下降,目前没人能给出确定的回答。就算本轮观测窗口内我们不能给出确定的答案,在下一轮观测窗口——2024 YR4在2028年飞掠地球时——我们应该能对它是否会撞击地球,得出确定的答案。考虑到现在预测它撞地球的概率是2.2%,大概率届时我们能得出它不会撞地球的结论。


与2024 YR4比较类似的是阿波菲斯小行星。它每每324天绕太阳运行一圈, 最初预测它在2029年有2.7%的概率和地球相撞——但后续观测很快就排除了大部分可能 。这颗小行星长450米,宽170米,如果撞击地球可能会摧毁几十公里内的一切,被抛入大气的灰尘可能会导致剧烈的气候变化。但后续观测很快表明它几乎不可能撞击地球。 2021年3月的一次观测表明,阿波菲斯小行星至少在未来100年内都不可能撞击地球。 在2029年4月14日,它会抵达近地点,从地球表面上空57 707千米处掠过。


现在,根据我们对阿波菲斯小行星的观测数据,预测的精度甚至可以达到什么时候我们能从地球上看到它。例如,如果你在北京附近,那么在北京时间2029年4月13日20时40分左右你有可能观测到这颗小行星,视星等超过6.0等,此时位于南偏东44°方向。最佳观测时间为2029年4月14日凌晨1时半至2时半左右,视星等最亮可以达到4.7等—— 不过考虑到北京的光污染情况,你要是在城区里大概率是看不到的。




万一真撞了呢?


当然,我相信各位点进来看这篇文章的各位,或多或少都有一些期待明天就有一颗小行星撞地球,让大家全都玩完儿,这样就不用上班了——这当然是一种不太正经的想法,但如果2024 YR4真的撞击地球了,又会发生什么呢?


根据目前对2024 YR4的观测数据,小行星的直径在40米到90米之间。NASA表示韦布空间望远镜(JWST)会在今年3月观测这颗小行星,以便更准确的评估它的大小。按照目前观测数据的加权平均值计算,小行星直径50米,质量21万吨。 如果它真的撞击地球,那么撞击动能大约相当于760万吨TNT,约等于广岛原子弹的500倍——大致相当于2022年汤加火山喷发的威力。 这种威力当然不小,但问题是,回想2022年的汤加火山喷发,它对你的生活造成什么影响了吗?我相信绝大多数读者的生活都没有遭受实质性的影响,不影响大家照常上班。


所以关键在于2024 YR4会撞到哪里——你甚至不需要做任何模拟就能知道,2024 YR4最可能撞击地球的位置,是没什么人的远海。毕竟地球表面七成都是海洋。当然,具体撞击位置也是可以预测的。根据目前的预测,2024 YR4可能的撞击地球的位置, 主要集中在大西洋,南美洲北部和非洲中部——都是和大部分读者没什么关系的地方


2024 YR4 撞击地点预测。视频来源: @Tony Dunn/X



如何应对?


最大的可能是,我们不需要管2024 YR4,后续观测会证明它撞击地球的概率为0。但如果后续观测真的表明它可能在2032年撞击地球,科学家其实已经准备了不少方案来偏转它的轨道,让地球避免被它撞击了。


例如,2022年NASA的双小行星重定向测试(Double Asteroid Redirection Test,DART)就证明,我们可以通过直接撞击的方式,改变小行星的轨道。其实问题到这里就已经被解决了, 如果2024 YR4真的要撞地球,那我们再来一次DART测试就好了。



但我们的读者肯定想知道更多偏转小行星的方法。天文学家也确实有不少这样的方法,多到甚至能让人产生他们在炫技的感觉。首先,我们可以用一颗卫星直接撞击小行星,改变它的轨道;还可以给小行星安装助推器,把它推走;也可以汇聚太阳光,蒸发小行星表面物质推动它;还能给小行星表面喷漆,改变其表面光照吸收率,用阳光的热效应改变它的轨道;甚至还能直接在小行星周围引爆一颗核弹,用最绚烂最暴力的方式解决问题……


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偏转小行星可能的方式。图片来源:《环球科学》2021年7月刊


总之2024 YR4撞击地球的概率并不大,今年4月我们应该能得知更准确的撞击概率。就算它真的会撞地球,也不用慌张,人类还是有办法阻止的。 就算人类真的阻止不了,它大概率也是撞到海里无事发生,真的砸到陆地上也回是南美洲和非洲,这个威力不足以影响你照常上班。







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