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2024 YR4: 小行星撞地球機會有多大?那些不為人知的驚險錯過

靠近地球的隕石

Getty Images

一顆被稱為2024 YR4的大型小行星本週成為頭條新聞,因為科學家們先是提高了它撞擊地球的可能性,但隨後又降低了這一可能性。

最新估計顯示,該天體在2032年撞擊地球的機率為0.28%,遠低於本週早些時候預測的3.1%。

科學家表示,現在它更有可能撞擊月球,美國航空航天局(NASA)估計這種情況發生的概率為1%。

然而,自從兩個月前在智利沙漠的望遠鏡首次發現2024 YR4以來,數十個其他天體已經以比月球更接近地球的距離掠過,從天文學角度來看,這可以稱為驚險擦肩而過。

很可能還有其他較小的天體已經撞擊了我們或在大氣層中燃燒殆盡,但卻未被注意到。

這就是那些你從未聽說過的小行星的故事——掠過、險些相撞和直接撞擊。

絕大多數是無害的。但有些攜帶著解開我們宇宙奧秘的最寶貴線索,這些信息是我們迫切想要獲得的。

圖片顯示了使用新墨西哥理工學院馬格達萊納嶺天文台2.4米望遠鏡探測到2024 YR4的夜空影像。

Drs. Bill and Eileen Ryan, Magdalena Ridge Observatory 2.4m Telescope, New Mexico Tech
2024 YR4於2024年12月首次被探測到,存在微小可能性於2032年12月22日撞擊地球。

小行星是約46億年前太陽系形成時殘留的岩石碎塊。受其他行星引力影響,這些岩石天體經常在近地軌道運行。

在人類歷史的大部分時間裡,我們根本無從得知大型小行星曾有多麼接近撞擊地球。

新墨西哥大學的馬克·博斯勞(Mark Boslough)教授解釋,對近地天體的嚴密監測直到20世紀後期才開始。「在那之前,還好我們完全沒意識到它們的存在,」他說。

我們現在知道,相當大的天體——直徑40米或更大——每年會數次穿越地月之間的空間。這與1908年在西伯利亞上空爆炸的小行星尺寸相同,當時的爆炸波及200平方英里範圍,造成人員受傷和建築損毀。

最嚴重的險些撞擊事件,也是與YR4最接近的對照案例,是2004年發現的「毀神星」(Apophis)。這顆直徑375米(約郵輪大小)的小行星,被法國國家科學研究中心(CNRS)的帕特里克·米歇尔(Patrick Michel)教授團隊追蹤研究。

他回憶道:「當時它被認為是史上偵測到最危險的小行星,直到2013年才透過足夠觀測數據確認不會撞擊地球。」

但他指出YR4事件有個關鍵差異:「我們當時不知該如何應對。發現威脅、計算撞擊概率後,我們想:該聯繫誰?」他表示當時科學界和政府完全缺乏應對機制。

2024 YR4小行星軌道示意圖。1月31日該天體距地球4800萬公里

BBC
2024 YR4小行星軌道示意圖。1月31日該天體(軌跡為紅色)距地球4800萬公里

若大型小行星撞擊人類居住區,可能造成災難性後果。

我們尚未確知YR4的具體尺寸,但若按最大估算值(直徑約90米),該天體在進入地球大氣層時可能保持主體完整而非解體。

「殘存的小行星質量可能形成撞擊坑,周邊建築物將遭毀滅性破壞,方圓數十公里內人員面臨重傷風險。」勞倫斯利佛摩國家實驗室的凱瑟琳·熊本(Kathryn Kunamoto)教授解釋:部分人員可能死亡。

不過自「毀神星」事件後,行星防禦領域已取得重大進展。

米歇尔教授所屬的國際太空任務規劃諮詢組(SMPAG),專門向各國政府提供小行星威脅應對建議,並進行直接撞擊模擬演練——此類演習現正進行中。

若小行星預計撞擊城鎮,博斯勞博士指出應對措施將參照颶風防禦預案,包括疏散人群和基礎設施保護。

該國際諮詢組織將於四月再次召開會議商討YR4對策,多數科學家預期屆時隨軌道計算精確度提升,相關風險將基本消除。

熊本博士指出,人類並非只能「被動挨撞」。

美國宇航局與歐洲航天局已研發可改變危險小行星軌道的技術,例如NASA的雙小行星改道測試(DART)項目曾成功通過航天器撞擊迪莫弗斯小行星使其軌道偏移。

不過科學家質疑該技術對YR4的適用性,因該天體成分構成尚不明確,且留給人類實施改變軌道操作的窗口期過短。

那些真的撞擊地球的小行星又如何?其實最理想的情況是小行星直接撞擊遠離人類居住區的陸地,這能讓科學家獲得來自太陽系遙遠天體的實體碎片,同時有助於了解地球的撞擊歷史,但讓科學家尷尬的是這不在他們的掌控之中。

目前在南極洲已發現近5萬顆小行星。其中最著名的ALH 84001隕石,被認為源自火星,其內部礦物攜帶關於這顆紅色星球歷史的重要證據——這些證據顯示數十億年前火星氣候溫暖且表面存在液態水。

2023年科學家探測到一顆名為「33 Polyhymnia」的小行星,其成分可能包含比地球現有元素密度更高的物質。

這種超重元素將是完全超出地球認知的新形態物質。雖然33 Polyhymnia目前距離地球至少1.7億公里,但它的存在正揭示了小行星蘊藏著推動科學認知的驚人潛力。

這張照片展現的美國亞利桑那州巴林杰隕石坑,由一顆直徑約50米的隕石於5萬年前撞擊形成。

Getty Images
美國亞利桑那州巴林杰隕石坑,由一顆直徑約50米的隕石於5萬年前撞擊形成。

隨著YR4撞擊月球的可能性增加,部分科學家對此感到振奮。

實際撞擊能為他們目前僅能透過電腦模擬的問題提供現實答案。

倫敦帝國學院的加雷思·柯林斯教授表示:「即便只獲得一個真實案例的數據點都極具價值。小行星撞擊時會噴出多少物質?速度多快?噴射距離多遠?」

這將有助驗證現有小行星撞地模型,從而建立更精準的預測系統。

YR4事件提醒我們,人類居住的星球正面臨太陽系中無處不在的岩石天體撞擊風險。

科學家警告不可自滿,儘管多數人預測大型小行星危及地球生命的威脅將發生在未來數百年而非數十年內,但問題在於「何時發生」而非「是否會發生」。

與此同時,我們的太空監測能力持續進步。今年晚些時候,史上最大的數位相機將在智利的薇拉·魯賓天文台(Vera Rubin Observatory)啟用,能夠以驚人細節捕捉夜空。

我們觀測得越久、越仔細,就越可能發現更多在地球附近運行的小行星。

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