不尋常的星際來(lái)客
—— 小行星

◎本刊綜合

2022年4月24日（中國(guó)航天日），中國(guó)國(guó)家航天局表示，我國(guó)將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)。

5月，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）近地天體研究中心稱(chēng)，小行星7335（1989 JA）在本月27日與地球“擦肩而過(guò)”。

7月下旬，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)兩顆近地小行星——2022 OS1和2022 ON1。

8月23日，灶神星表演“沖日”。灶神星、地球和太陽(yáng)大體在一條直線上，地球位于二者中間。從地球上看去，灶神星達(dá)到最亮，約5.6等。

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小行星“刷屏”，引起了大家的關(guān)注。小行星是什么樣的星星？人們是如何給它們命名的？小行星家族中有哪些有意思的成員？人們?nèi)绾畏乐沟厍虮恍⌒行亲矒?？……小朋友，你們是不是?duì)這些問(wèn)題很好奇？那么，還等什么，趕緊跟著編輯姐姐一起來(lái)尋找答案吧！

小行星是怎樣的星星

除了恒星、行星、矮行星及其衛(wèi)星外，宇宙中還有眾多小天體，小行星就是其中的一種。小行星的質(zhì)量和體積都很小，它們有著不規(guī)則的外形，很多小行星共用一條軌道。

我們目前發(fā)現(xiàn)的小行星90%以上位于小行星帶上。小行星帶處于火星和木星之間，由于是小行星最密集的區(qū)域，所以也被稱(chēng)為主帶。

小行星帶中占比最高的是C-型小行星，它們是含碳的小行星，主要分布在小行星帶的邊緣。小行星帶靠近內(nèi)側(cè)的地方，較為常見(jiàn)的是以硅質(zhì)為主要成分的S-型小行星。除了這兩種外，還有一些其他類(lèi)型的小行星，比如M-型小行星，它們的核心是鐵鎳。

近日點(diǎn)距離太陽(yáng)小于1.3個(gè)天文單位（1個(gè)天文單位約為1.5億千米）的小行星被稱(chēng)作近地小行星。其中直徑在140米以上，且與地球最小交會(huì)距離在0.05個(gè)天文單位以內(nèi)的小行星是具有潛在威脅的近地小行星。它們有可能與地球“擦肩而過(guò)”，也有可能與地球“撞個(gè)滿懷”。

比一比

雖然小行星和行星的名稱(chēng)只有一字之差，但兩者有著本質(zhì)的不同。

質(zhì)量：行星的質(zhì)量大，小行星的質(zhì)量要小很多。

形狀：行星幾乎為球體，小行星的形狀不規(guī)則。

軌道：行星擁有獨(dú)立的軌道，大多數(shù)小行星共用軌道。

你知道嗎

2016年12月，聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過(guò)一項(xiàng)決議，宣布6月30日為國(guó)際小行星日，旨在紀(jì)念1908年6月30日在俄羅斯西伯利亞發(fā)生的“通古斯大爆炸”事件，提高公眾對(duì)小行星撞擊危險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)。

如何給小行星起名字

當(dāng)觀測(cè)到一顆小行星后，天文學(xué)家會(huì)先給它一個(gè)臨時(shí)編號(hào)，一般由年份、字母和數(shù)字組成。當(dāng)這顆小行星在多個(gè)夜晚被觀測(cè)到并被報(bào)告給國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)小行星中心，且它被確認(rèn)是一顆新發(fā)現(xiàn)的小行星后，會(huì)得到國(guó)際統(tǒng)一格式的暫定編號(hào)。而它至少要被觀測(cè)到2次，并且其運(yùn)行軌道被精確確定后，才能得到一個(gè)永久編號(hào)。至此，小行星才算被發(fā)現(xiàn)成功。

小行星被發(fā)現(xiàn)后，由發(fā)現(xiàn)者在10年內(nèi)給它命名，可以選擇地名、人名、花名等。經(jīng)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)小行星中心和國(guó)際小行星命名委員會(huì)審定批準(zhǔn)后，新發(fā)現(xiàn)的小行星便獲得了唯一的、永久的名稱(chēng)。

我國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多小行星，這些小行星的名稱(chēng)都與中國(guó)有關(guān)。

浪漫的中國(guó)星

“地名星”：北京星、上海星、山東星、江蘇星。

“神話星”：女?huà)z星、嫦娥星、燭龍星。

“事件星”：神舟星、奧運(yùn)志愿星、北京奧運(yùn)星。

“古代名人星”：張衡星、祖沖之星、孔子星、司馬遷星、李白星。

“現(xiàn)代科學(xué)家星”：李四光星、吳健雄星、錢(qián)學(xué)森星、王綬琯星、周光召星、葉培建星、孫家棟星、南仁東星、屠呦呦星。

各具特色的小行星

小行星家族龐大，目前我們發(fā)現(xiàn)了數(shù)百萬(wàn)顆小行星，其中有一些很有特色的家伙。

小行星中的“金剛”

曾經(jīng)，谷神星、智神星、婚神星和灶神星是體積排名前四的小行星，被稱(chēng)為“四大金剛”。2006年，國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將谷神星重新定義為矮行星。

婚神星

婚神星也稱(chēng)3號(hào)小行星，是德國(guó)天文學(xué)家卡爾·哈丁于1804年9月1日發(fā)現(xiàn)的。它的個(gè)頭不算小，“長(zhǎng)相”并不好看，表面布滿坑洼，右下角有一個(gè)非常明顯的缺口，像是被咬掉了一塊，這是被其他小行星撞擊形成的。

灶神星

灶神星又稱(chēng)第4號(hào)小行星，平均直徑約為525千米，是小行星帶上最亮的小行星，偶爾肉眼可見(jiàn)。它雖然叫“灶神星”，但名字并非源于中國(guó)的“灶王爺”，而是源于羅馬神話中掌管火種與爐灶的女神“Vesta”。

根據(jù)天文測(cè)算，灶神星公轉(zhuǎn)周期約為3.6年，與地球的會(huì)合周期約為520天，因此，大約間隔1.4年會(huì)發(fā)生一次灶神星“沖日”現(xiàn)象。

調(diào)皮的愛(ài)神星

愛(ài)神星是一顆近地小行星，形如馬鈴薯，直徑約為33千米。表面滿是碎石，凹凸不平，光度會(huì)變化，變化周期約為5個(gè)小時(shí)。

愛(ài)神星的軌道與火星的軌道像鎖鏈的兩個(gè)環(huán)一樣連接在一起。有時(shí)，愛(ài)神星會(huì)跑到小行星帶外，被發(fā)現(xiàn)時(shí)，它就在火星軌道內(nèi)，是不是很調(diào)皮？

跳“霹靂舞”的地理星

地理星的個(gè)頭很小，呈不規(guī)則的長(zhǎng)條狀。它沒(méi)有固定的自轉(zhuǎn)軸，為了尋找平衡，它在自轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)翻滾。在翻滾前進(jìn)的過(guò)程中，還會(huì)不停地調(diào)整姿態(tài)和角度，表演各種各樣的翻滾動(dòng)作，好像在跳霹靂舞。

擁有3顆衛(wèi)星的小行星

一些小行星有自己的衛(wèi)星，有的小行星擁有的衛(wèi)星還不止一顆呢。

小行星130 Elektra擁有3顆較小的衛(wèi)星。衛(wèi)星S/2003（130）1于2003年被發(fā)現(xiàn)；衛(wèi)星S/2014（130）1于2014年被發(fā)現(xiàn)；衛(wèi)星S/2014（130）2的寬度只有1.6千米，比130 Elektra要暗淡得多。

小行星探測(cè)行動(dòng)

小行星上藏著科學(xué)家夢(mèng)寐以求的東西，所以，人類(lèi)探測(cè)小行星是很有必要的，也為此付出了諸多努力。

小行星的價(jià)值不小

小行星仍保留著太陽(yáng)系形成之初的狀態(tài)，堪稱(chēng)太陽(yáng)系“化石”，對(duì)它們進(jìn)行研究，有助于了解太陽(yáng)系的起源和演化過(guò)程。不少小行星的表面有水存在的痕跡，地球上水的來(lái)源或許可以從小行星上找到答案。

小行星擁有豐富的自然資源，探測(cè)、開(kāi)發(fā)小行星，可以為人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展服務(wù)。

專(zhuān)用小行星探測(cè)器

“NEAR-Shoemaker”探測(cè)器

外形：看起來(lái)就像一個(gè)小鐵盒，體積相當(dāng)于一輛緊湊型小轎車(chē)。

探測(cè)對(duì)象：愛(ài)神星

執(zhí)行任務(wù)時(shí)間：1996年2月17日發(fā)射，2001年2月13日降落到愛(ài)神星上。

工作成果：確定了愛(ài)神星的大小、質(zhì)量、密度、磁場(chǎng)和巖石成分，并向地球傳回了大量有關(guān)愛(ài)神星的照片和數(shù)據(jù)。

“隼鳥(niǎo)2號(hào)”探測(cè)器

探測(cè)對(duì)象：小行星“龍宮”

執(zhí)行任務(wù)時(shí)間：2014年12月發(fā)射，2019年2月短暫登陸小行星“龍宮”，回收艙于2020年12月返回地球?！蚌励B(niǎo)2號(hào)”探測(cè)器與回收艙分離后繼續(xù)太空之旅。

工作成果：采集小行星“龍宮”上的巖石樣本并帶回地球，樣本中有水合礦物質(zhì)和與生命活動(dòng)密切相關(guān)的氨基酸。

“OSIRIS-REx”探測(cè)器

探測(cè)對(duì)象：小行星“貝努”

執(zhí)行任務(wù)時(shí)間：2016年9月升空，2018年8月抵達(dá)小行星“貝努”，將于2023年返回地球。

工作成果：采集小行星“貝努”表面風(fēng)化層樣品（包括塵埃和碎石），樣品量多、類(lèi)型豐富。在小行星“貝努”上發(fā)現(xiàn)了水痕跡。

地球防撞大招

小行星撞地球，不僅出現(xiàn)在科幻電影里，還曾真實(shí)發(fā)生過(guò)。地球上一些巨大的隕石坑，就是它們撞擊地球留下的印記。

著名的撞擊事件

據(jù)推測(cè)，約6500萬(wàn)年前，一顆直徑為10千米～30千米的小行星以每秒20千米～40千米的速度一頭扎進(jìn)了地球的“懷抱”。這次猛烈的撞擊，導(dǎo)致地球長(zhǎng)時(shí)間灰塵蔽日，地球上75%的物種包括全部非鳥(niǎo)恐龍，在這次滅絕事件中永遠(yuǎn)告別了地球生命大舞臺(tái)。

1908年6月30日，俄羅斯通古斯河附近上空發(fā)生了一起驚天動(dòng)地的大爆炸，沖擊波將方圓650千米內(nèi)的窗戶玻璃震碎，8000萬(wàn)棵樹(shù)被焚毀?？茖W(xué)界普遍認(rèn)為，“通古斯大爆炸”事件的“肇事者”是一顆直徑65米左右的石質(zhì)小行星。

2013年2月15日，俄羅斯的車(chē)?yán)镅刨e斯克上空劃過(guò)一顆火流星，其光芒勝過(guò)初升的太陽(yáng)的光芒。這顆火流星還在空中留下了大約10千米長(zhǎng)的煙塵軌跡，未在空中燒盡的隕石在冰凍的切巴爾庫(kù)爾湖面上砸出了一個(gè)6米寬的大坑。據(jù)估計(jì)，車(chē)?yán)镅刨e斯克的火流星事件是一顆直徑17米～20米的小行星造成的。

防撞指南

雖然目前還沒(méi)有小行星給人類(lèi)致命一擊，但這事兒咱們不能賭運(yùn)氣。如今，每年有大量小行星撞向地球，雖然絕大部分都在地球大氣層中分解，但我們不能忽視撞擊的風(fēng)險(xiǎn)。面對(duì)這種威脅，我們得積極應(yīng)對(duì)。

要想知道哪些小行星可能撞擊地球，那么我們必須先發(fā)現(xiàn)它們，掌握它們的行蹤。

目前全球已建立近地小行星觀測(cè)網(wǎng)，尋找并監(jiān)視一些具有潛在威脅的小行星，往往能提前數(shù)月甚至數(shù)年預(yù)判它們何時(shí)會(huì)接近地球。監(jiān)視到具有威脅的小行星后，人類(lèi)可能采取什么措施呢？

第一招：炸

利用核彈把小行星炸成碎片，這些碎片飛向多個(gè)方向，“脫靶”從而失去撞擊地球的機(jī)會(huì)?；蛘?，碎片小到足以在大氣層中燒盡。

在小行星附近引爆核武器，利用核爆產(chǎn)生的高能量射線蒸發(fā)小行星表面物質(zhì)，從而產(chǎn)生推力改變小行星的軌道。

第二招：撞

利用人造飛行器高速撞擊小行星，瞬間改變小行星的速度。如果能成功，那么隨著時(shí)間推移，小行星的軌道會(huì)逐漸偏離撞擊地球的軌道，從而消除撞擊風(fēng)險(xiǎn)。

第三招：牽

重型飛行器盤(pán)旋在小行星前方，通過(guò)萬(wàn)有引力緩慢牽引改變小行星的軌道。

第四招：燒

利用高能量激光蒸融、氣化小行星表面物質(zhì)，從而推動(dòng)小行星改變軌道。

第五招：噴

利用航天器一側(cè)的電推進(jìn)系統(tǒng)向小行星表面噴射高速離子流，改變小行星的速度，使小行星提前或推遲到達(dá)撞擊點(diǎn)，達(dá)到“脫靶”的效果。需要注意的是，在噴氣的時(shí)候，航天器也會(huì)“跑掉”，所以需要在航天器另一側(cè)也裝上電推進(jìn)系統(tǒng)，反向噴射高速離子流。

這些招數(shù)大部分沒(méi)有進(jìn)行驗(yàn)證，目前看來(lái)都有一定的實(shí)施難度，但從原理上看，它們完全可行。

防御小行星撞擊，中國(guó)在行動(dòng)！

20世紀(jì)50年代，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)就開(kāi)始進(jìn)行近地小行星的觀測(cè)活動(dòng)。1995年，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)展了名為“國(guó)家天文臺(tái)施密特CCD小行星巡天計(jì)劃”的探測(cè)項(xiàng)目。2010年以后，我國(guó)小行星探測(cè)駛?cè)肟燔?chē)道，科學(xué)家們開(kāi)展了系統(tǒng)性研究和先期技術(shù)攻關(guān)。2012年12月13日，“嫦娥二號(hào)”探測(cè)器成功實(shí)現(xiàn)與“圖塔蒂斯”小行星近距離交會(huì)并獲得清晰圖像，圓滿完成了預(yù)定任務(wù)。

2022年，國(guó)家航天局表示，我國(guó)將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)。相信在不久的將來(lái)，我國(guó)將為防御近地小行星、保護(hù)地球和人類(lèi)安全貢獻(xiàn)更多中國(guó)智慧、中國(guó)方案和中國(guó)力量！