摘要：一颗新发现的名为2024 YR4的近地小行星就是一个可能存在危险的天体：这是一块长130至300英尺的岩石，目前它有五十分之一的概率在2032年12月22日撞击地球的某个地方。

地球是一个奇迹

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美国国家航空航天局(NASA)拥有一个望远镜网络，用于追踪近地小行星，比如最近发现的2024 YR4。｜JPL-CALTECH

小行星会定期从地球附近飞过，其中大多数根本无需担忧。但有时，某颗太空岩石会被标记为潜在威胁，因为存在极小的可能性，它可能会与地球相撞。

一颗新发现的名为2024 YR4的近地小行星就是一个可能存在危险的天体：这是一块长130至300英尺的岩石，目前它有五十分之一的概率在2032年12月22日撞击地球的某个地方。

需要明确的是，没必要急着去投资建造一个坚固的掩体。这颗小行星确实值得关注，因为即便按照其规模估计中较小的数值，它若直接撞击地球，也足以摧毁一座城市。

但随着天文学家收集到更多关于2024 YR4未来轨道的数据，它与地球发生剧烈碰撞的可能性很可能会急剧降至零。

这一发现表明，保护地球免受致命太空岩石威胁的系统就像一台运转良好的全球机器。世界各地的天文台都在为发现近地天体做出贡献。美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)都开发了自动化软件程序，能够极其精确地追踪到目前为止发现的每一颗潜在危险的小行星和彗星。

行星防御的关键原则之一是在那些飞向地球的小行星撞上我们之前发现它们。美国国家航空航天局、欧洲航天局及其同事们是如何做到这一点的？

小行星侦察兵

地球上的任何一台望远镜都可以为行星防御做出贡献：如果地球上任何地方的一位天文学家观测到一个看起来像小行星(或彗星)的天体，他们可以将观测结果报告给行星防御领域的相关机构。

但值得注意的是，美国国家航空航天局在全球范围内有一个望远镜网络，专门用于搜寻尚未被发现的小行星和彗星。智利的一台望远镜——作为美国国家航空航天局资助的设施之一“小行星撞击地球最后警报系统”(ATLAS)的一部分——在去年12月27日发现了2024 YR4。

一旦某个天文台首次发现了一颗此前未被发现的小行星，天文学家就会将这一发现报告给位于马萨诸塞州剑桥市的小行星中心(Minor Planet Center)，这有点像供天文学家查阅的公共公告板。

地球上的一些观测站，比如位于澳大利亚的堪培拉深空通信综合体(Canberra Deep Space Communication Complex)，有助于追踪小行星，并加深我们对其运行轨道的了解。｜GUARDIAN/EYEVINE/REDUX

然后，感兴趣的天文学家可以利用这些初步观测结果，用他们自己的望远镜对其进行追踪。 当发现一个新天体时，美国国家航空航天局和欧洲航天局的小行星和彗星追踪小组就会立即行动起来。

美国国家航空航天局有近地天体研究中心(Center for Near Earth Object Studies，CNEOS)，而欧洲航天局有近地天体协调中心(Near-Earth Object Coordination Centre，NEOCC)。由于二者的基本工作内容相同，我们就重点说说近地天体研究中心。

最初，一个名为“侦察兵”(Scout)的自动化计算机程序会利用现有的观测数据，绘制出该天体未来可能的运行轨道。起初，由于只有少数几个数据点可供参考，这些轨道预测存在很大的不确定性，但“侦察兵”的任务是计算出这个天体在接下来大约一个月的时间里是否有任何撞击地球的可能性。

“侦察兵”在这个天体甚至还未被确认为是一颗小行星(而不是观测误差或像卫星这样的人造物体)之前就会进行这样的计算。

它被设计成一个非常早期的预警系统，可能会让处于危险中的国家有机会进行自我防御或疏散处于危险中的民众。

如果这个天体没有立即构成撞击风险，并且它确实是一颗小行星，那么美国国家航空航天局的“哨兵”(Sentry)程序就会接手。这个自动化软件会利用对这颗小行星的每一次新观测数据，不断更新其预测结果，以计算这颗小行星在未来一个世纪内是否有无论高低的撞击地球的可能性。

“哨兵”程序利用太阳和太阳系中各行星的引力来计算一颗小行星未来可能的运行轨道。它还可以确定一种被称为“雅科夫斯基效应”(Yarkovsky effect)的作用力如何逐渐改变小行星的运动，从而改变其长期运行轨道。

美国国家航空航天局(NASA)的深空网络射电望远镜能够向小行星发射无线电波，并测量反射回来的雷达波，以此来了解这颗太空岩石的表面可能是什么样子。｜NASA

1963年，一名技术人员在加利福尼亚州的戈德斯通深空探测设施(Goldstone Deep Space Instrumentation Facility)操作一个雷达抛物面天线。戈德斯通是如今构成美国国家航空航天局深空网络的三个通信设施之一。｜NASA

小行星通常会自转，其朝向太阳的一侧在转出视野之前会被加热。在阴影中，它们会释放出这些热量，这就像一个微型推进器，轻轻地改变小行星在太空中的位置。

过去，天文学家不得不通过手动计算来考虑这一因素。“哨兵”的最新版本足够智能，可以自行进行这些计算。“多亏了‘哨兵’的计算结果，我们可以确保观测人员追踪那些可能构成风险的小行星，”加利福尼亚州近地天体研究中心的导航工程师达维德·法尔诺基亚(Davide Farnocchia)说。

并且，在一颗小行星撞击地球的可能性基本为零之前，它会一直留在“哨兵风险清单”(Sentry Risk List)上。目前，2024 YR4在这份清单的首位。

反小行星增援力量

天文学家对这颗特殊的小行星了解得还不够多，无法确定它是否肯定会与地球擦肩而过。部分原因是这个行星防御系统确实存在一定的运气成分，还有部分原因是这个系统仍在不断完善中。

小行星在离地球最近的时候最容易被发现，此时它们反射出足够的阳光，看起来就像一个明亮的斑点。2024 YR4是在它最近一次接近地球仅仅两天后被发现的。“这颗天体是在它飞过地球并开始远离地球时被发现的，”欧洲航天局行星防御项目的航空航天工程师胡安·路易斯·卡诺(Juan Luis Cano)说。

天文学家们也可以利用地面观测站，比如马德里深空通信综合体(Madrid Deep Space Communications Complex，它是美国国家航空航天局深空网络的第三个成员)，在小行星飞掠地球时拍摄它们的图像。｜国家地理图片集

它很快就变得非常暗淡，所以大多数地面望远镜都很难追踪它。这意味着一些可能的轨道已经被排除，但仍有几种可能性存在，并且其中极少数可能性显示这颗小行星正朝着与地球相撞的轨道运行。

反射阳光存在的一个关键问题是，它只能给出一个大小范围。一个表面像煤一样黑暗的较大的小行星，反射的光量与一个表面像白垩一样闪亮的较小的岩石所反射的光量相似。

由于不知道2024 YR4的表面是什么样的，天文学家无法确定它是一颗闪亮的小行星，还是一颗暗淡的小行星，而后者具有大得多的破坏能力。科学家可以通过几种方法来加深对2024 YR4的了解。

第一种方法是在它这次飞过时收集更多的观测数据。尽管这颗小行星正在迅速消失，但更大的望远镜在4月初之前仍能够观测到它。

此外，“2024 YR4将在2028年再次接近地球，距离大约是地月距离的20倍，”法尔诺基亚说。“再增加两个月的追踪时间，将大大提高我们对它在2032年未来位置的了解，而且很可能在这个观测窗口结束时，2032年的撞击可能性就会被排除。”

“要是能有‘预发现’就更好了，也就是有人在几年前无意中观测到了它，”马里兰州约翰·霍普金斯应用物理实验室的天文学家安迪·里夫金(Andy Rivkin)说。

天文学家可能在没有意识到的情况下，偶然拍摄到了2024 YR4在天空中移动的照片。比如说，如果那些图像可以追溯到几年前，那么“我们突然就会拥有几年的数据，而不是几周或几个月的数据”，里夫金指出，这将极大地有助于缩小这颗小行星的运行轨道范围。

最后，如果一颗小行星特别接近地球飞过，少数几个天文台可以用雷达探测这个天体。这将提供关于小行星大小和轨迹的非常精确的测量数据，但即使在2028年，2024 YR4下一次飞掠地球时，它可能也会过于难以捉摸。

“在那样的距离下，对于这颗小行星的大小来说，不能保证雷达能够探测到它，”法尔诺基亚说。

美国国家航空航天局的“广域红外巡天探测卫星”(WISE)太空望远镜拍摄到了这张包含100多颗小行星的图像。并非所有的小行星都清晰可见，但有些小行星以一连串的亮点凸显出来。｜NASA

红外线观测即将到来

红外线天文学可以进一步完善这些观测数据。

在红外线中，小行星的大小会变得清晰；一颗较大的小行星，无论其表面的反光程度如何，在红外线中总是比一颗较小的小行星更亮，这意味着红外线可以用来准确计算小行星的尺寸。

美国国家航空航天局的近地天体勘测器(Near-Earth Object Surveyor)——一个专门用于搜寻小行星的基于太空的红外线天文台——将在未来几年内发射，这让许多行星防御领域的专家感到兴奋。

与此同时，研究人员发现，多功能的詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope，JWST)上的特殊红外线滤镜也可以用来发现小的小行星，并精确确定它们的大小。

随着2024 YR4从视野中逐渐消失，光学望远镜开始难以观测它，“看起来詹姆斯·韦伯太空望远镜将是一个绝佳的选择，”北亚利桑那大学的天文学家兼行星防御研究员克里斯蒂娜·托马斯(Cristina Thomas)说。

“当小行星远离地球时，它们在红外线中比在可见光中要亮得多，因此用红外线设备更容易探测或追踪它们，而詹姆斯·韦伯太空望远镜是所有红外线设备中最大的，”麻省理工学院的行星科学家朱利安·德威特(Julien de Wit)说。

包括里夫金、法尔诺基亚、托马斯和德威特在内的天文学家迅速提出了一项提案，请求使用詹姆斯·韦伯太空望远镜来精确测定2024 YR4的大小，并帮助确保对它的监测。

2月5日，他们得到了批准，现在，这台世界上最昂贵的太空天文台很快将被用于行星防御目的。哪怕2024 YR4只有极小的可能性危及我们，这个想法也可能会让人产生一些焦虑。

如今世界从未像现在这样安全，免受危险小行星的威胁。而且，随着在人员和技术方面的持续投入，我们这80亿人在未来的世世代代都将得到保护。

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撰文：Robin George Andrews

编译：Arvin

校对：钱思琦

版式设计：钱思琦

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来源：国家地理中文网