阿波菲斯:从可怕小行星到罕见科学机遇

发布者:菜鸟五毛 2026-7-15 10:08

阿波菲斯小行星曾一度被认为是已知最危险的小行星。现在我们知道它不会在本世纪内撞击地球。不过,它的一次近距离飞掠将是有记录以来最引人注目的天文事件之一。让我们通过与行星天文学家理查德宾泽尔的对话来区分传言与事实。宾泽尔博士是麻省理工学院的天文学家,也是全球研究近地小行星的顶尖专家之一。他发明了都灵小行星危险等级,天文学家们用该等级来相互交流小行星相关信息。您可以在上方播放器或上收听里克的分享。EarthSky的黛博拉伯德担任主持人。

阿波菲斯曾令人担忧……不过只是暂时的

大型小行星99942阿波菲斯在未来某次近距离飞掠地球时,将距离地球表面仅约2万英里(约3万公里),相当于地月距离的十分之一左右。它体积庞大,飞掠时距离如此之近,我们仅凭肉眼就能看到它。阿波菲斯于2004年首次被发现时曾引发人们的恐慌,你或许仍能在网上看到一些关于它的可怕传言。但阿波菲斯不会在本世纪内的任何一次近距离飞掠中撞击地球。如今科学家们正热切期待这颗小行星,他们认为这是一个绝佳的科学机遇。以下是关于科学家们期望从阿波菲斯这次令人惊叹的飞掠中获取哪些知识的最新信息。

对了,阿波菲斯的发音是uhpah’fs。

黄色圆点代表太阳。小行星阿波菲斯的轨道为粉色。地球的轨道为蓝色。这段图片展示了阿波菲斯和地球在2028年至2030年期间的运行情况。为什么它们的轨道如此接近?因为阿波菲斯绕太阳一周需要323.6天,而地球需要365.3天。因此,这颗小行星是我们所在太空区域的常客。某次近距离飞掠时,阿波菲斯将到达距离地球表面约2000英里(约30000公里)的位置。图片来自Phoenix7777维基共享资源。

行星飞掠与行星防御

阿波菲斯是一块直径约1100英尺(340米)的太空岩石。我们常称它为体育场大小。如果把它竖起来,它的高度大约相当于纽约帝国大厦。

天文学家自阿波菲斯被发现以来的多年里一直在追踪它的轨道。只要有可能,他们还会用雷达对其进行探测。据麻省理工学院的小行星专家理查德宾泽尔介绍,他们目前已将该小行星某次近距离飞掠地球时与地心的距离误差控制在3公里以内。近年来的计算已证实,该小行星在未来两次关键飞掠中以及本世纪剩余时间内都将安全掠过地球。

某一时刻,阿波菲斯(小行星)与地球表面的预计最近距离将为19662英里(31643公里)。这与月球约238000英里(384000公里)的平均距离形成对比。而且该距离低于地球静止轨道卫星的轨道高度——这类卫星需位于地球表面上方22236英里(35786公里)处。

关于阿波菲斯即将到来的近距离飞掠,我们了解些什么?

我们知道,当这颗小行星在未来某次与地球相遇时,地球引力会对其产生影响。例如,我们知道这次经过会轻微改变阿波菲斯的轨道。我们还知道,地球的潮汐力——由地球与太空物体之间的距离越近,引力拉扯就越强这一事实引起——会作用于这颗小行星。也就是说,引力对小行星近地侧的拉扯会比对远地侧更强。因此,我们或许可以预期阿波菲斯会受到极其轻微的挤压和拉伸——但在它经过地球时,这种变化或许是可以测量的。

当小行星近距离飞掠地球时,地球引力的拉扯可能会在阿波菲斯小行星上引发星震。这可能会产生振动,地震仪可以测量到这些振动。或者这可能会影响小行星表面的岩石或表岩屑,甚至使它们发生某种程度的移动。

天文学家为什么关心这个?事实上,我们对阿波菲斯小行星或其他任何小行星的内部结构仍然知之甚少。而且——在小行星真的朝我们而来这种不太可能发生的情况下——我们会想要了解该小行星的内部结构。

阿波菲斯即将到来的飞掠可能有助于我们的理解。这是我们的希望这也是天文学家在意大利帕多瓦举办阿波菲斯研讨会的原因。

这段图片展示了阿波菲斯小行星在2029年最接近地球时与地球的距离。蓝色圆点是环绕地球运行的卫星,粉色代表国际空间站。图片由NASAJPL加州理工学院提供。

谁会看到阿波菲斯经过?

阿波菲斯是人类历史上首个其近距离飞掠地球的可见过程——亮到仅凭肉眼就能看到——被提前数年预知的小行星。在其最近距离接近地球时,它的亮度将达到约2等,与北斗七星中的恒星亮度相当。在最近点时,它在夜空中看起来像一颗缓慢移动的星星,每分钟大约移动一个月球直径的距离。

不过,要想看到阿波菲斯小行星经过,你得处于地球的夜半球——在它未来某次接近地球时。如果你在澳大利亚、南亚、南欧或非洲,就能在小行星最亮时获得绝佳观测位置。随着小行星离地球越来越远、亮度逐渐减弱,它可能会在南美洲东部变得可见。当北美洲东海岸夜幕降临时,这颗小行星将成为一个需要通过望远镜观测的天体,位于昴星团以北约15度的天空区域。这里有该小行星的星历表。

小行星阿波菲斯将在未来某次接近地球时,距离近到世界部分地区的人们仅凭肉眼就能在夜空中看到它。这张地图显示了当该小行星经过时,哪些地区处于夜间,以及它在天空中的位置离天顶有多近。图片来源:MichaelZeilerEclipseAtlas。

在制图师迈克尔蔡勒(MichaelZeiler)的精美网站EclipseAtlas上查看更多精彩的阿波菲斯地图

起初,阿波菲斯让人们感到害怕

亚利桑那州图森附近的基特峰国家天文台的天文学家发现了阿波菲斯小行星。戴夫索伦、法布里齐奥贝尔纳迪和已故的罗伊塔克组成的团队当时正在西边低空搜索小行星,他们专门寻找太阳方向的天体。他们发现的这颗小行星最初被命名为2004MN4,它距离太阳57度,对小行星来说异常接近。

不过天文学家很快发现这颗小行星与大多数不同。它绕太阳运行一周的时间不到一个地球年(阿波菲斯绕太阳运行需323.6天,地球则需365.3天)。阿波菲斯会靠近太阳,距离几乎与金星相当,然后向外运行至略超出地球轨道的位置。其轨道特征表明阿波菲斯属于天文学家所说的阿滕类小行星。

阿波菲斯在其运行轨道上可能会非常接近地球。这一事实迅速引起了全球天文学家的关注。当积累了足够数据后,他们对这颗小行星的未来轨道进行了初步计算,发现它有2.7%的概率撞击地球。此后不久,阿波菲斯就登上了潜在危险小行星名单的榜首。

你可以想象由此引发的媒体狂热。

小行星掠过地球的艺术家概念图。尽管阿波菲斯会从月球轨道内侧经过,但它不会离地球这么近。图片来源:Batman111Pixabay。

天文学家们观察并了解到了更多

经过数年的进一步研究,人们才了解到这颗小行星不会在原本预计的时间撞击地球。为什么呢?

当天文学家首次发现一颗小行星时,他们无法精确确定其轨道。天文学家理查德宾泽尔告诉EarthSky:

就像有人击打棒球时那样。你看到球向上划出弧线。但它会飞向哪里呢?一开始你无法判断。观测小行星轨道与此非常相似。起初,我们只能看到它轨道的一小部分。我们无法确切知道它会去向何方。我们必须跟踪它一段时间,才能很好地掌握其轨道的形状。

而且,事实是,每当小行星靠近另一个天体时,它的轨道都会发生轻微改变。此外,雅科夫斯基效应——由阳光对小行星产生的微小推力——也会改变其轨道。

这两种都是已知的效应。但天文学家只有在对一颗小行星多年来的位置进行仔细测量后,才能确定这些效应的程度。

年复一年地观测这颗小行星并不像你想象的那么简单。有些年份,从地球观测时,这颗小行星因为离太阳太近而无法被看到。因此,天文学家会在它可见的时候对阿波菲斯进行大量成像。

后来,他们得以确定阿波菲斯在本世纪不会撞击地球。

甚至将来也不行吗?

某次近距离接近之后的下一次将在未来某时发生,但该次碰撞的可能性已被排除。

当小行星阿波菲斯相对近距离掠过地球时(尽管远不如2029年那次近),所有目光都聚焦在它身上。金石深空通信复合体在其近掠前后约两周时间内对该小行星进行了跟踪。绿岸望远镜的研究人员开展了观测工作,并与金石协调配合,因为这两台望远镜协同使用能让数据更加清晰。两台望远镜的协作意味着金石在传输数据的同时绿岸在接收,进行了所谓的双基地实验,使接收信号的强度提高了一倍。美国国家航空航天局喷气推进实验室的玛丽娜布罗佐维奇解释道:

阿波菲斯小行星曾近距离飞掠地球。当时它距离地球仍近1060万英里(1700万公里)。即便如此,我们仍能获取关于其距离的极其精确的信息,精度约为490英尺(150米)。

后续计算让NASA科学家近期宣布,至少在未来100年内,地球不会受到这颗相对较大的小行星的撞击威胁。在美国加州NASA金石深空通信综合体和西弗吉尼亚州绿岸天文台进行的雷达观测已正式排除了2068年的撞击可能性,这是未来100年中此前唯一显示出轻微风险的年份。更早的观测已经排除了即将到来的2029年和2036年飞掠期间的撞击风险。

美国国家航空航天局(NASA)近地天体研究中心(CNEOS)的戴维德法诺基亚说:

2068年的撞击事件已不再可能发生,我们的计算显示至少未来100年内没有任何撞击风险。

阿波菲斯已不再被列为风险

这项新分析表明,阿波菲斯不再出现在哨兵撞击风险表上,该表列出了那些距离地球非常近、天文学家尚未能排除其可能撞击地球的天体。

这个活动不仅帮助我们排除了任何撞击风险,还为我们创造了一个未来的绝佳科学机会。

下面看到的图片是合作的成果。布罗佐维奇接着描述了通过合作所达到的卓越品质,她称之为:

考虑到这颗小行星位于1060万英里(1700万公里)之外,约为地月距离的44倍,这样的分辨率相当惊人。如果我们有和这种雷达一样强大的双筒望远镜,就能坐在洛杉矶阅读纽约一家餐厅的晚餐菜单。

这些图像展示了小行星阿波菲斯某次飞掠期间三天的景象。深空网络位于加利福尼亚州的金石复合体和西弗吉尼亚州的绿岸望远镜的无线电天线协同工作获取了这些图像。当时这颗小行星距离地球1060万英里(1700万公里),每个像素的分辨率为127英尺(39米)。图像来源:NASA喷气推进实验室加州理工学院国家科学基金会大学联合管理公司绿岸天文台。

从阿吞到阿波罗

目前,阿波菲斯属于近地小行星中的阿坦群。阿坦群小行星绕太阳运行的轨道(半长轴)总宽度比地球的小,但它们仍然会穿过我们的轨道。

当它执行异常近距离飞掠时,地球的引力将像弹弓一样作用于阿波菲斯。这种强烈的引力牵引将改变并拓宽这颗小行星绕太阳的轨道。由于其新轨道的总宽度将大于地球轨道,它将被重新分类到阿波罗组。

阿波罗型小行星是一类轨道比地球轨道更宽的地球穿越小行星家族。

由于某次极近距离接近地球,预计地球引力引起的摄动将把阿波菲斯的轨道从Aten类转变为Apollo类。图片来源:NASAMarcoPolo维基共享资源。

阿波菲斯从现在到那时

阿波菲斯目前位于地球无法观测到的天空区域,这种情况将持续到我们未来再次观测到它为止。

NASA的OSIRISREx是一项历史性太空任务,它将首份来自小行星贝努的样本带回了地球。该航天器状态良好,仍剩余四分之一的燃料。因此NASA已将其重新定向至新目的地,目前正前往阿波菲斯。经过漫长旅程,该航天器将于2029年4月抵达阿波菲斯,恰逢这颗小行星掠过地球。

美国国家航空航天局为这项任务赋予了一个新名称。它现在被称为OSIRISAPEX,是起源、光谱解释、资源识别与安全——阿波菲斯探索者的缩写。

底线:小行星阿波菲斯将在未来安全掠过地球。这一备受期待的事件不容错过以下是观看方法。

通过美国国家航空航天局

经由近地天体研究中心

了解更多关于雅科夫斯基效应的内容:利用阳光推动小行星移动

相关知识

小行星是太阳系中围绕太阳运行的小型天体,体积和质量远小于行星,形状多不规则。多数分布在火星与木星之间的小行星带,也有部分轨道靠近地球。它们是太阳系形成初期的残留物质,研究小行星有助于了解太阳系起源,同时需关注近地小行星可能带来的撞击风险。

BY: Editors of EarthSky

FY: AI

如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

大家都在看