图解太阳系小天体（3）

文 / 叶楠

近地小行星

大约6500万年前，一颗直径约10千米的小行星撞击现在墨西哥的尤卡坦半岛，包括恐龙在内的75%地球物种在这次撞击中灭绝。此次事件被称为白垩纪-古近纪灭绝事件。1980年，诺贝尔物理学奖得主阿尔瓦雷兹在撞击点希克苏鲁伯陨石坑内发现了此次撞击的证据。1937年，69230号小行星以2倍月地距离掠过地球。1989年，直径300米的4581号小行星距离地球最近时只有70万千米，如果这颗小行星撞击地球，将会造成人类有史以来最大的灾难，而令人后怕的是这颗小行星是在飞掠地球之后才被发现。2002年，喷气推进实验室近地天体研究中心近地小行星自动监测系统开始运行，截至2021年底，监测系统的巡天望远镜已经发现了近28000颗近地小行星，并以每年3000颗的速度继续增加，其中不乏对地球有潜在威胁的小行星。

通古斯大爆炸

1908年6月30日清晨，在贝加尔湖西北方800千米处，通古斯河附近一颗陨石在空中发生了爆炸，爆炸威力相当于1000枚投放在广岛的原子弹，爆炸影响范围超过2000平方千米。图为1927年一组调查队来到爆炸现场拍到的照片，虽然已经过去了近20年，但仍然可以看出爆炸的痕迹。上世纪60年代调查发现，在爆炸中心区域内有大量金属镍和铱，还有极小的玻璃陨石。1978年，天文学家克雷萨科认为此次爆炸的元凶可能是恩克彗星的碎片，数值计算表明撞击来源方向与恩克彗星引发的金牛座β流星雨发生时间和轨道相吻合。

车里雅宾斯克撞击事件

2013年2月15日上午，一颗直径大约15米，重达7000吨的陨石进入大气层并发生爆炸，在空中留下了大约10千米长的轨迹（左图），主要碎片落入切巴尔库尔湖。此次事件造成车里雅宾斯克大约1491人受伤，主要原因是爆炸冲击波引发建筑玻璃破碎。乌拉尔联邦大学科学家在巴尔库尔湖发现了其中一块碎片（右图）。通过对各种录像进行分析，天文学家计算出这颗陨石属于阿波罗型小行星。

近地小行星分类

近地小行星根据其轨道特征分为三类：第一类被称为阿登型小行星，平均轨道半径接近1个天文单位，远日点大于地球的近日点（0.983天文单位）；第二类被称为阿波罗型小行星，平均轨道半径位于地球轨道以外，近日点位于地球轨道以内；第三类被称为阿莫尔型小行星，其轨道在地球轨道以外。阿登型和阿波罗型小行星会穿越地球轨道，故可能会对地球造成威胁，属于近地天体监测的重点关照对象。包括车里雅宾斯克陨石在内，近年来也有多起陨石坠落事件，但以现有的技术我们尚无法对这类大小的天体进行跟踪预警。

▲从左至右：阿登型、阿波罗型、阿莫尔型小行星分布（绿色部分）示意图（M：火星、V：金星、H：水星、E地球）

对地球构成威胁的几颗近地小行星

伊卡洛斯

在希腊神话中，伊卡洛斯试图利用羽毛和蜡制成的翅膀逃离克里特岛，可是由于飞得太靠近太阳，结果翅膀上的蜡融化，掉入了大海。1949年，帕洛玛山天文台发现了一颗小行星，由于它的轨道偏心率达到了0.83，不仅穿越火星和地球轨道，还穿越了水星轨道，故以伊卡洛斯的名字来命名。1968年，它以635万千米的距离飞掠地球，戈德斯通天文台对它进行了雷达跟踪，这也是人类首次对小行星进行雷达探测。2015年，伊卡洛斯再次接近地球，最近距离为805万千米。根据数据分析，伊卡洛斯的直径约为1.44千米，绝对星等约为17等。图为伊卡洛斯2015年回归时的雷达图像。

1950 DA

1950年2月，天文学家维尔塔宁在利克天文台发现了这颗小行星，编号为1950 DA。2001年1月，罗威尔天文台重新发现了它，同年3月5日，1950 DA以780万千米的距离飞掠地球。当时世界上最大的单体射电望远镜阿雷西博对它进行了雷达探测（图为当时探测的雷达图像），探测表明它的直径为1.1千米，具有相当高的密度。最令人担心的是，根据当时的计算它有可能在2880年与地球相撞，是当时已知撞击地球几率最高的天体。不过随着探测精度的提高，现在它撞击地球的机率修正为约万分之一。

2008 TC3

世界时2008年10月6日6时39分，天文学家科瓦斯基利用卡特琳娜巡天系统发现了一颗快速掠过的小行星，系统自动计算出这颗小行星的轨道，显示具有潜在撞击的可能。此后比萨大学、喷气推进实验室小行星中心监测分别对接下来的撞击进行了预警，这也是人类首次成功预测小行星撞击地球事件。世界时10月7日2时46分，2008 TC3从苏丹北部上空进入地球大气层，在努比亚沙漠上方数十千米的高度发生爆炸。一架距离爆炸地1400千米的飞机上乘客目睹了这一过程，爆炸的光亮将黑夜照的宛如白昼。之后，在撞击带附近共发现了约600块陨石碎片，总质量达10.5千克。图为寻找陨石碎片现场。

阿波菲斯

阿波菲斯是古埃及代表黑暗、混乱、破坏之神的名字，同时也是一颗发现于2004年6月19日编号为99942的小行星的名字。这颗小行星直径约400米，轨道半长径小于1个天文单位，属于阿登型小行星。经过半年的观测，2004年12月天文学家计算出阿波菲斯将于2029年4月14日到达地球附近，与地球相撞的概率最高为2.7%。这引起了人们的广泛关注，如果真的相撞将释放出相当于15.3亿吨TNT炸药的能量。经过更长时间的观测，2006年预计阿波菲斯将以相隔5.6个地球半径的距离擦肩而过。图为根据光变曲线模拟的阿波菲斯三维形状。

近地小行星探测

除了利用地面天文台、雷达站获取信息之外，还有数个空间探测器对近地小行星进行过探测。发射于1996年的“NEAR-舒梅克号”（左图）是第一个以近地小行星为目标的探测器。2000年“NEAR-舒梅克号”开始环绕爱神星飞行，并在次年成功软着陆。

日本的近地小行星采样返回项目共发射了两个探测器：“隼鸟1号”于2003年升空，2005年在糸川小行星着陆采样，2010年成功返回地球；“隼鸟2号”于2014年升空，2018年释放采样器登陆小行星龙宫，2020年成功返回地球。

“嫦娥二号”是我国第二个月球探测器，在完成探月任务后于2012年底对4179号小行星托塔蒂斯（右图）进行了探测。托塔蒂斯是一颗直径达到4.5千米的阿波罗型小行星，2004年9月曾与地球擦肩而过。探测数据表明未来它撞击地球的可能性非常低。

2016年，美国的奥西里斯-雷克斯号探测器发射升空，于2018年底飞临直径500米的小行星贝努，之后“奥西里斯-雷克斯号”开始环绕贝努飞行，并进行采样，预计2023年返回地球。

关于近地小行星的空间探测，在前期《图解深空探测史》中有更详细介绍。糸川、龙宫、托塔蒂斯以及贝努都属于阿波罗型近地小行星。一般将与地球轨道交点距离小于0.05天文单位（约750万千米）的近地小行星称为具有潜在威胁小行星。迄今为止这类天体发现数量超过2000颗，其中绝大部分都是阿波罗型小行星。由于小行星体积较小，反照率较低，发现它们是一件非常困难的事情。但比之更困难的是对未来轨道的预测，当小行星接近其他天体时会受到引力摄动的影响，所以长时期的轨道预测是更加困难的。但近地小天体对地球的威胁是如此之大，对于整个人类文明的发展进程是不可忽视的。