近地天体的威胁

在火星和木星之间的小行星带中,数亿块岩石围绕太阳运行。虽然许多岩石停留在小行星带中,但一些会接近地球,被称为近地天体(NEOs)。NASA将NEOs定义为轨道距离地球在3000万英里以内的小行星。其中,尤其令人担忧的是那些因体积巨大和距离近而可能直接撞击地球的天体。

Bennu的威胁

NASA目前正在监测一颗名为Bennu的小行星,它对地球构成了显著风险。Bennu于1999年首次被观测到,是一颗可能在2182年9月24日与地球相撞的大型小行星。Bennu的尺寸超过了帝国大厦,若与地球相撞,将释放出1200兆吨的能量,远超任何人造爆炸。

在22世纪,Bennu可能会穿过一个引力钥匙孔——太空中的一个小区域,可能会改变其轨道,导致其撞击地球。Bennu的轨道每六年就会接近地球一次,1999年、2005年和2011年都有显著接近。目前,科学家估计Bennu在2182年撞击地球的概率为1/2700,这比一个人被闪电击中的概率高很多。尽管概率较低,Bennu仍被列为潜在危险的小行星,因为它可能接近地球4.65百万英里以内。

Bennu的科学重要性

Bennu是一颗富含碳的小行星,形成于太阳系历史的最初1000万年,大约45亿年前。因此,它包含了关于水星、金星、地球和火星等岩石行星起源和发展的宝贵线索。Bennu还可能含有对生命演化至关重要的有机分子。

2020年,NASA的OSIRIS-REx任务成功地从Bennu表面采集了样本,标志着NASA首次完成此类任务。该任务对于了解小行星的组成和评估潜在威胁至关重要。

其他值得注意的小行星:Apophis

Bennu并不是唯一需要关注的小行星。2004年发现的小行星99942 Apophis也是一个近地天体,最初被认为是一个重大威胁。Apophis直径约1100英尺,曾被认为在2029年有可能接近地球。

后来的观测和轨道计算排除了2029年和2036年发生碰撞的风险。到2021年,通过Apophis近距离飞越期间改进的雷达测量,科学家排除了至少在下个世纪内发生碰撞的可能性。

追踪小行星的重要性

即使是相对较小的小行星,例如房屋大小的,也能在撞击时造成相当大的破坏。直径超过0.6英里的小行星被称为“行星毁灭者”,因为它们在撞击地球时可能释放出毁灭性的能量。准确追踪和预测小行星轨迹对于行星防御至关重要。

目前,科学家估计地球轨道附近有大约25000颗直径超过460英尺的小行星,其中不到50%已被发现。此外,还有大约230000个直径160英尺或更大的物体,足以摧毁城市区域,而其中不到8%被追踪。超过33英尺的较小近地天体有数千万个,但已发现的不到1%。

侦测小行星的挑战

侦测小行星,特别是在内太阳系,面临着显著的挑战。由于太阳光晕和大气干扰,天文学家每晚只能在大约两个10分钟的窗口中观察到这个区域。大多数望远镜无法应对这些条件,需要专门的仪器。

暗能相机的角色

位于智利托洛洛山美洲天文台的暗能相机(DECam)在小行星侦测中发挥了重要作用。暗能相机原本设计用于研究暗能量和宇宙的膨胀,其宽视场和深度成像能力使其非常适合观测接近太阳的微弱小行星。

自2019年完成暗能量调查以来,天文学家将暗能相机的功能转向了寻找近地天体。该相机提供了对金星轨道和近地球区域天体最敏感的搜索,大大推进了我们对内太阳系的了解。

地球历史的一瞥

小行星撞击地球的潜在影响不容小觑。最著名的小行星撞击地点是与恐龙灭绝有关的Chicxulub陨石坑。尽管不明显,但这个陨石坑提醒我们小行星撞击的灾难性后果。

其他著名的陨石坑,如亚利桑那州的巴林杰陨石坑(或称陨石坑),为过去的撞击提供了令人毛骨悚然的证据。这些陨石坑表明,包括地球、月球、水星和火星在内的太阳系中的任何岩石行星都无法免受小行星撞击。

Chicxulub小行星:地球的灾难性遭遇

在广阔的天空中,一个天体的亮度超过了行星甚至月球。最终,它可怕地超过了太阳的亮度。这个天体就是Chicxulub小行星,它在墨西哥尤卡坦半岛留下了一个巨大的陨石坑,现在被称为Chicxulub陨石坑。该小行星以每秒12.09公里的速度进入地球大气层,在大约三秒钟内穿过了60英里的大气层。其快速下降导致空气压缩并瞬间加热到数千度,蒸发了大部分海洋。

小行星的毁灭性影响

当小行星向地球急速坠落时,产生了一个超级加热的冲击波,蒸发了它路径上的一切。当它最终在尤卡坦半岛附近撞击时,撞击力使土壤和岩石像液体一样流动。撞击产生了一个如此宽和深的陨石坑,几乎触及地球的内部层,抛出的碎片超过了20英里高。在一瞬间,小行星将其巨大的速度和重量转化为热量,产生的能量超过了太阳表面的能量。这种能量产生了一个巨大的等离子球——超级加热的带电气体,包括蒸发的岩石碎片——以难以置信的速度。

全球毁灭的开始

当Chicxulub小行星撞击地球时,冲击波和极端热量造成了巨大的破坏。巨大的冲击波迅速扩散,摧毁了撞击点周围的一切。随后的碎片云遮蔽了天空,使得阳光无法穿透,导致全球温度骤降。这种气候变化对地球上的生命产生了毁灭性的影响。

生物大灭绝

Chicxulub小行星的撞击被认为是导致恐龙灭绝的主要原因之一。撞击引发的全球气候变化和环境破坏,使得地球上许多物种无法生存,最终导致了约75%的生物物种灭绝。尽管如此,一些生命形式设法幸存下来,为后来的生物多样性奠定了基础。

结论

了解和追踪小行星对行星防御至关重要。随着地球轨道附近有大约25000颗大型小行星和更多的小型近地天体,持续观测和准备是必要的。像暗能相机这样的先进仪器在侦测这些难以捉摸的天体方面提供了希望,并保护我们的星球免受潜在的撞击。历史证明,小行星撞击可能产生深远的后果,因此保持警惕和科学进步对于保护我们的世界至关重要。



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