听到小行星撞击地球,我们可能并不陌生。远到大约6600万年前那次可能导致恐龙灭绝的小行星撞击事件,近到1908年的俄国通古斯大爆炸,再到2013年发生在俄罗斯车里雅宾斯克州的爆炸,都令我们对小行星威胁地球感到担忧。天文学家在2024年年底新发现的一颗小行星,让这种担忧再次出现。

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。


▲发现2024 YR4的图像(来源:NASA)

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日时,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%。

这么说来,2032年有一颗小行星有可能会撞击地球?(虽然概率刚刚超过1%)

在有了更多的观测数据后,天文学家可以更加精确地计算这颗小行星的轨道和撞击概率。1月27日之后,撞击概率一直在增加: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。


▲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(来源:NASA)

怎么撞击概率还在增加?是这颗小行星变得越来越危险了吗?

先说威胁程度,这颗小行星确实是近年来威胁程度最大的一颗小行星。这里要提到都灵量表(Torino Scale)。国家天文学联合会(IAU)从1999年开始使用都灵量表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。

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,而同时具有这样的大小和撞击概率的小行星是极少的。在2024 YR4之前比它在都灵量表中评级更高的就只有2004年发现的小行星阿波菲斯(Apophis),这颗小行星当时的评级达到了4级。


▲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(来源:NASA)

这里补充一点,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。

既然这样的话,2024 YR4真的会对人类构成威胁吗?其实,极有可能这只是虚惊一场。

我们以评级更高的阿波菲斯为例。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这颗小行星,临时编号为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%,因为在都灵量表中评级达到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2024 YR4)。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。

为什么撞击概率又变成0呢?其实,小行星撞击地球的概率在一段时间内上升(例如2024 YR4)是普遍现象,通常最后都会再降到0。这是因为由于观测数据有限,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。在被发现之后的一段时间里,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。例如,他们预测2024 YR4在2032年可能途径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。但是,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。

所以说,有了阿波菲斯和大量小行星的前例,我们无需为2024 YR4撞击地球概率增加而感到担心。不过,天文学家也没有对这颗新发现的小行星的潜在威胁坐视不管,因为在小行星监测和预警领域内,撞击地球概率为1%是一个阈值,超过这个阈值之后,相关机构就要采取相应的措施。

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。根据两个机构在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。


▲小行星撞地球概念图

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。

在2025年1月31日时,2024 YR4距离地球4800万千米,相当于地月距离的160倍。在这之后,它继续在环绕太阳的轨道上运行并逐渐远离地球,到4月初的时候,因为距离太远太暗淡,地球上的望远镜就无法再对这颗小行星进行追踪。它的轨道周期大约为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。

根据目前的情况看,2032年有一颗小行星撞击地球的可能性微乎其微。不过,开展小行星监测和预警并研究防御对策意义重大,因为小行星撞击一旦发生,就可能造成非常大的影响,甚至威胁人类的存续。所以说,我们虽然不必杞人忧天,但是未雨绸缪还是很有道理的。


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