我们的行星能成为快速运动小行星或彗星的大靶心吗?

天在坠落。这似乎是在3月11日前后,当时哈佛-史密斯天体物理学中心的天文学家布赖恩 • 马斯登(Brian Marsden)宣布,直径一英里的一颗小行星可能于2028年在地球的30,000英里范围内通过。马斯登说,甚至现在被称为1997年XF11的小行星也可能在那时与地球相撞。

落入海洋里的巨大物体可以发出几百英尺高的拍岸海啸。如果这颗小行星落到陆地上,那它就可能触发眩目的闪光,至少可以形成一个直径20英里的大坑,抛起可能阻挡日光和破坏全球气候的一片尘土和碎屑。

欣慰的是这种灾难已被排除。马斯登宣布30多小时后,经处理的新资料表明这颗小行星要击中地球尚差60万英里——大约是地球和月球间距离的2.5倍。据天文学家所知,这种规模的小行星(除月球外)可能是已到达地球的物体中最近的一个物体。

如果没有意外,这种短暂的恐慌已使许多人意识到了一个严重的问题:一块巨石可能正在加速穿过地球所属的空间,一些小行星和彗星——它们的天体行星——已经在我们太阳系的行星和月球上留下了清晰的痕迹。甚至具有被板块大地构造学、侵蚀和其他地质作用不断再生的地壳的地球也显示了大约150个大碰撞证据。

美国最著名的碰撞地点是亚利桑那州的流星陨石坑。科学家们估计,5万年前造成该坑的石质金属的直径有150英尺左右。

仅仅在90年前,一颗直径约180英尺的石质小行星在西伯利亚通古斯卡谷冻原上空的几英里范围内爆炸,爆炸形成的碎片杀死了数百头驯鹿,破坏了大约800平方英里的森林,即使在伦敦也足以听到它发出的响亮声音。

陆地上最大的著名碰撞陨石坑之一是加拿大魁北克62英里宽的曼尼库亚甘陨石坑,它大概是在2.14亿年前造成的。瑞克大学地质学家约翰 • 斯普雷(John Spray)和英国开放大学地质学家西蒙 • 凯利(Simon Kelley)得知曼尼库亚甘陨石坑的年龄和法国罗彻乔阿特大陨石坑年龄相同后,他们不知道这两个陨石坑是否是由类似1994年撞击木星的一串休梅克-莱维9彗星巨石的碎块造成的。

斯普雷和凯利把他们的疑问带给了曾绘制过显示地球在几百万年前是怎样排列的地图的芝加哥大学大地物理学家戴维 • 罗利(David Rowley)。当罗利把曼尼库亚甘陨石坑、罗彻乔阿特陨石坑和3个年龄大致相同的较小陨石坑放在显示2.14亿年前地球面貌的地图上时,他看到了一个令人吃惊的排列:这5个陨石坑形成了一个大约3,000英里的链。其中3个陨石坑位于同一纬度上,另外两个陨石坑恰好位于该纬度的上下。这个排列暗示这5个陨石坑是在地球下旋时的几小时或几天内从天空同一位置落下的物体形成的。

不管这5个陨石坑是怎样形成的,这都可能与三叠纪晚期大约同一时间出现的物种灭绝有关,当时地球上大约80%的物种灭绝了。许多科学家相信大约直径6英里的一颗小行星帮助消灭了恐龙,它是大约6.500万年前白垩纪时期发生的另一种灭绝的物种之一。

科学家们认为能使地球遭受破坏的小行星或彗星,其直径必须大于0.5英里。地球与那样大的物体相撞的机会是不多的,估计大约30万年发生一次。但这种估计只是推测而已,因为科学家们还没有发现近地小行星和彗星的总数。而且由于碰撞的可能性仅仅是统计平均数,实际上碰撞随时(今后1年、10年、100万年)都可能发生

这就是世界各地的科学家把探索努力集中在近地小行星的石质物体上的原因,特别是那些看来最可能穿过地球运行轨道的小行星。大部分知名小行星存在于火星和木星轨道之间的地区内,而且认为它们是来自太阳系早期的岩石残余。已发现和编目的小行星有6千多个,某些科学家估计的数目接近1万个。

小行星倾向于沿着圆形轨道前进,一旦天文学家们进一步确定了初次观察到的目标,他们就能预测这种轨道。现在只发现了几百个近地小行星;当然,穿过地球轨道的小行星有200多个。但天文学家们估计,直径大于0.5英里的地球交叉者总数接近1,600个,这就是说还有许多小行星尚待发现。

在近代历史上,有几个著名的地球交叉者接近过我们的行星。1968年被称为1566年伊卡洛斯的小行星大约在地球的400万英里空间穿过。1996年后期图塔蒂斯4179号小行星通过地球时不超过330万英里。同年5月被称为1996年JAI的小行星出现在28万英里的范围内。如果它撞击地球,其爆炸力相当于20亿吨梯恩梯当量的炸药。

接着又出现了1997年XF11小行星。这颗小行星是亚利桑那大学空间观测小组组员吉姆 • 斯科蒂(Jim Scotti)于1997年12月6日发现的。该小组是托姆 • 格雷尔斯(Tom Gehrels)和罗伯特 • 麦克米伦(Robert Mcmillon)领导的长期搜寻近地小行星的小组之一,他俩设计了亚利桑那州基特山峰的斯图尔特天文台。该台的天文学家们用望远镜拍摄一系列夜空照片,然后用计算机扫描看来正对着星球背景运动的任何物体(例如小行星)的数字化照片。

对小行星运行轨道的初步计算暗示了发生一次近遭遇是可能的。但马斯登说,他和他的小组把3月3日和4日的观测资料输入行星引力引起的摄动因素轨道预测计算机时,“我们得到了同类方法中我从未见过的极为准确的方法。”他向世界各地的天文学家发出了警报和进一步观测的请求,这条消息很快就在互联网络上传开了。

轨道预测计算机软件不仅能告诉你小行星正向哪里去,而且也能告诉你小行星已经到了哪里,这就使得天文学家埃利诺 • 赫林(Eleanor Helin)能在几小时内找到她和她的小组大概在1990年拍摄所见而未引起注意的那颗小行星的照片。计算机只有用追溯至快8年而不是只有3个月的资料才能作出更准确的预测。这颗小行星将于2028年出现在地球的60万英里范围内。

赫林已把25年的时间花在搜寻小行星上,最近她成了近地小行星跟踪(NEAT)计划的主要科学家。该计划使用为侦察轨道宇宙飞船而设计的39英寸空军望远镜。

该计划自1995年开始以来已发现小行星带的几千个新物体。赫林说:“现在我们已发现400多个近地小行星,并为它们提供了旁证。我们知道这个数目不到近地小行星总数的10%,但这足以使我们继续对可能造成威胁的小行星进行探索。如能提供足够的资金,我们就能在今后10年内发现90~95%的近地小行星。”

当前,国家航空航天局为监视小行星提供的资金每年只有180万美元。该资金仅仅是以杀伤性巨石作反面角色为特色的两部最新电影预算的一部分。

如果发现小行星正向地球袭来,而我们只有几年时间作准备怎么办?目前,用非核方法使小行星转向或摧毁它是不恰当的。

虽然1963年的有限禁试条约和1967年的外层空间条约都禁止在空间使用核武器,但在可能出现小行星严重撞击地球的情况下它们仍不失为挽救文明世界的第一道防线的推荐武器。本世纪80年代星球大战计划后的推动力量之一的爱德华 • 特勒(Edward Teller)曾建议用10亿吨级炸弹使这种物体转向。洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们曾建议用中子弹产生改变小行星速度和轨道的“平衡爆炸”。

另一建议是用炸弹爆炸这种小行星。可是,反对者警告说我们对小行星的物理性质缺乏了解,这种爆炸结果只能成为理论推断。爆炸小行星可能产生一阵较小的物体雨,其中一些物体仍可能大到足以引起灾难性的危险。

已故天文学家卡尔 • 萨根(Carl Sagan)曾警告说,核技术正像可使无害物体直接转向地球那样,也可以用来再给远离我们行星的近地物体确定路线。

希望在发现跟地球相撞的物体之前就能找到解决这些问题的办法。如能像1997年XF11小行星那样提前30年发出警告,那么科学家们也许就有时间制定、试验和执行防御计划。实际上,特勒曾建议:我们恰好可以用1997年XF11小行星制定防御计划,即使认为它对我们不再构成威胁。这颗小行星将在现在和2028年间绕太阳18次,2002年将出现在地球的600万英里范围内。特勒认为发射测定该小行星成分的宇宙飞船可能是一个极好的机会,甚至可以用核武器摧毁它。

大多数科学家赞成的更稳健方法是等到近地小行星汇合点(NEAR)和彗核旅行(康图尔号宇宙飞船)任务的近照和资料后,才试图制定对付近地小行星或彗星的计划。定于2002年发射的“康图尔”号飞船将飞近出现在恩克彗星(Comet Encke)60英里范围内的3颗彗星。1996年发射的NEAR飞船第二年就朝接近遭遇的厄洛斯(Eros)小行星进发了。

[Popular Science,1998年6月]