发布单位:台北市立天文科学教育馆

  科学家利用反弹回的无线电波讯号来研究邻近的小行星,例如不久前坍塌的阿雷西博电波天文望远镜。作者提出分析观测资料的新方法,来帮助我们了解近地小行星。无线电波的波段是少数如可见光般,光可以穿透地球大气的大气窗口。借由观测天体发出的电波讯号,如波霎(脉冲星)、宇宙微波背景辐射、星际介质的分子谱线、超大质量黑洞等,在天文上提供了许多资讯。

  除了观测天体发出的电波讯号外,对于邻近的天体,科学家还可主动发射电波讯号到目标(邻近的行星或小行星)上,并借由反射回的电波的时间间隔、偏振等来了解天体性质(形状、运动等)。光是由电场和磁场交互振荡所组成,电场振荡的方向称为偏振方向,借由反射回来电波讯号的偏振资讯可以了解天体的表面特性,例如其表面是由细粒的灰尘或大的砾石所组成、是否有许多孔隙及反光程度等。了解邻近地球小行星的结构和组成,对于有潜在危害时采取防御措施,或利用太空船进一步研究等,都很有帮助。

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小行星表面非常复杂。这是OSIRIS-REx拍摄的Bennu小行星表面。(NASA)

  分析无线电波的偏振讯号并不简单,因为小行星表面粗糙程度、形状、冰和岩石的组成等讯息都混在一起,由于其形状组成较复杂,不能借由较熟悉的月球表面观测结果来推论。由阿雷西博天文台的科学家Dylan Hickson所带领的团队,近日提出新的方法来分析小行星的无线电波偏振讯号,并搭配数值模拟来提升对讯号的了解。在实际应用于阿雷西博观测的小行星数据后,成功得到许多小行星的表面性质。在失去阿雷西博天文台后,目前剩下金石太阳系雷达(Goldstone Solar System Radar)可继续观测小行星。幸好先前的雷达观测,科学家已发现并纪录超过1100颗的小行星和彗星。借由新分析方法重新处理观测资料,将可再提供许多关于小行星的资讯。(编译/台北天文馆陈姝蓉)

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近地小行星的无线电波观测,纵轴为三个不同的观测日期,横轴为不同偏振的讯号。

资料来源:AAS NOVA

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

  2021年3月21日将有一颗超大的“潜在危险小行星(PHA)”2001 FO32掠过地球,它的移动速度如此之快,以至于观察者若使用望远镜,在数十分钟之间可看到它在移动。2001 FO32直径估计是0.77到1.71公里间,在目前所知的PHA大小排行前3%。

  2001 FO32是2001年3月23日由新墨西哥州的林肯近地小行星研究中心(LINEAR)所发现,属于阿波罗型小行星,其公转周期810天,由于轨道是高椭圆形,近日点为0.30 AU,远日点则高达3.11 AU。2001 FO32最接近地球时距离2,016,351公里,约5倍地月距离。最亮时估计11.7星等,以20公分以上望远镜有机会用CCD拍摄,且在十多分钟时间内可见它在移动,这也是最有趣的地方。此外,事先用Stellarium软体预报位置,将有助于规划观测时间。详细位置与亮度资料请查阅此处。(编辑/台北天文馆助理研究员李瑾)

2001 FO32

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:双筒望远镜辅助观赏 需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★★

  2021年3月5日2时第4号小行星灶神星到达冲的位置,亮度为6.0星等,位置在狮子座上,离著名的狮子座三重奏(星系M65、M66、NGC3628)不远。灶神星在冲日前后数日整晚可见,越接近午夜时仰角越高,更适合观测。有兴趣的人可用双筒望远镜搜寻,若能使用长镜头相机在前后数十日拍摄,可见这颗小行星慢慢移动。若进一步使用较大望远镜与CCD相机,可以观测小行星亮度变化。由于小行星形状不规则以及表面反射率不均匀。因此自转时,亮度会周期变化,甚至使用滤镜,还能见到因为表面物质不同,造成颜色也有相同周期变化。

  灶神星平均直径525公里,是主小行星带第2大天体。自谷神星“升级”为矮行星后,它成为太阳系最大的小行星,占有主小行星带总质量的9%。由于灶神星比谷神星较靠近太阳,反射率也较高,因此灶神星比谷神星亮。尤其近日点冲时亮度达到近5等左右,甚至用肉眼可见,只是2018年近日点冲刚过,下次必须等到2029年!(编辑/台北天文馆助理研究员李瑾)

2016至2022年灶神星亮度变化
2016至2022年灶神星的亮度变化

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  夏威夷大学天文学研究所(IfA)的小组,宣布发现太阳系最遥远的天体。这颗在2018年1月15日由8.2米昴望远镜首次看到的小行星绰号叫“Farfarout”,距离太阳为冥王星的四倍远!由于该团队已观测到足够的资料确定其轨道,IAU的小行星中心(MPC)赋予它2018 AG37的正式编号。先前纪录保持者“Farout”距离太阳123.5天文单位(au),也是同一天文学家小组所发现。

Farfarout-Distance-From-the-Sun

  “Farfarout”目前与太阳距离为132 au,相较于冥王星则是34 au。新发现的天体具有极长的椭圆轨道,绕太阳公转大约要一千年。最远处达175 au,最近时在海王星的轨道内,这意味着“Farfarou”会经历与海王星重力交互影响。由于其轨道周期长,在天空中的移动非常缓慢,所以需要数年观察才确定其轨道。“Farfarout”非常暗,目前为25.3星等,根据它的亮度和与太阳的距离,并假设它是富含冰的天体,估计它的大小约为400公里,是矮行星分类的下限。

  由于“Farfarout”与海王星有强烈的重力作用,因此不能用它的轨道和运动来确定在太阳系外围是否还有未知的大质量行星。只有那些轨道的近日点更远的天体,不受海王星的引力影响才能计算,如“Sedna”和2012 VP 113,尽管它们距离较近(大约80 au)。团队表示发现“Farfarout”,表明天文学家观察遥远太阳系边缘的能力更为强大。遥远天体的轨道动力学可以帮助我们了解海王星与其外围天体如何形成和演化,并能发现未知大质量行星的踪迹。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

资料来源:Scitech Daily

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家最近发现一个与地球轨道接近,且同样也是绕太阳的物体,它可能是一颗特洛伊小行星,如果这是真的,那么这将是地球迄今为止发现的第二颗特洛伊小行星,这表示在地球的引力场内可能隐藏着其它更多的小行星。

  特洛伊小行星是一种太空岩石,它们与太阳系中较大的行星共享轨道,悬浮在引力稳定的区域,在这些被称为拉格朗日点的区域,行星和太阳的引力与任何小物体的向心力完美平衡,使其基本保持在原地。每个二体体系都有五个拉格朗日点,利用这个方式,科学家可以把太空船放在这些位置,例如:詹姆斯·韦伯太空望远镜将进入日地间的第二拉格朗日点(L2)。

  在拉格朗日点抓到小行星,这种现象在太阳系非常常见,木星拥有的特洛伊小行星,光是有纪录的就有9千多颗,海王星28颗、火星9颗,天王星及地球各1颗,地球上的第一颗特洛伊小行星,被命名为2010 TK7,是一块直径约300公尺的大岩石,悬停在地球附近的震荡型轨道上,又被称为特洛伊天秤动,而新的天体称为2020 XL5,其轨道也很类似。

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▲在上图中,显示出的是小行星及其它行星间的轨道关系,小行星2020 XL5的轨道以青色及深绿色表示,地球以蓝色表示,火星为橙色,金星及水星都是白色的。

  天文学家认为2020 XL5离金星太近了,它可能在长时间尺度下(两千至四千年以后)表现出不稳定的现象,最终会使它远离L4点,从长期来看,2010 TK7也可能不稳定,它可能也会在一万五千年后离开L4点。利用2020 XL5的运动模式,可以帮助我们找出其它潜在的特洛伊小行星,虽然目前为止这些搜索的结果令人失望,但是这并不奇怪,毕竟在拉格朗日点中的物体都会四处移动,找到东西并不容易。

  然而,尽管目前的观测受到局限,但科学家估计我们能够在地球附近找到数百个与2010 TK7大小相似的特洛伊小行星,并更好的了解拉格朗日点运动,也能够借此了解更多太阳系动力学及轨道学的资料。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

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拉格朗日点(Credit: NASA/WMAP Science Team

资料来源:
1. Science Alert
2. Sky & Telescope

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在这2021年初,来自外太空最好的跨年礼物,莫过于前几日从太阳系深处空降至澳洲沙漠的一个小包裹了。尽管里面那些黑色的小颗粒一眼望去像个脏煤炭,但其价值却远超过煤炭。

  这些样本是由日本的隼鸟2号任务收集的,经历了五年的旅途,详尽周密的计划及执行力,最终对着小行星龙宫,取得这些宝贵的石头。在2010年,最早的隼鸟号太空船从丝川小行星返回时,带回了第一个近地天体的直接样本,但其表面物质的总量不到1毫克,即便如此,仍足以得出关于这颗小行星的年龄、地质历史等重要资讯。

  2019年,从龙宫采集到的样本,其总量比天文学家们预期地要多得多,大约有5.4公克,这些宝藏被认为有超过45亿年的历史,亦即我们早期太阳系的遗迹,可能含有形成我们太阳及其行星的古代物质。

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▲A密封舱内,来自龙宫小行星的样本(Ⓒ:JAXA)

  科学家们小心翼翼地开箱C舱内的密封盒,发现其中有许多直径超过1毫米的粒子,这是由于本次着陆前,利用子弹故意制造的一个小型陨石坑所致,除了大小以外,这些样本含有大块的地下物质,以往所收集的小行星样本都仅来自表面,在这些直接样本出现前,我们对于小行星的知识大多数来自陨石。

  但是C舱密封盒里也有一场意外,在图中左上角的物体或许是人造材料,起因虽然仍在调查中,但其可能来源是在着陆后发射子弹搅动材料时,从太空船的采样器喇叭上不小心刮下来的铝纸。

Ryugu
▲C密封舱内的左上角,似乎有意外的人造材料(Ⓒ:JAXA)

  现在科学家们已经开始着手分析这些新样本,其中也包含了一些气体,这些气体也被认为属于龙宫小行星,如果科学家的认知是正确的,那么这同时也是世界上第一个从外太空返回的气体样本。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家们发现越来越多的小行星掠过地球,继2020年8月16日最惊险的小行星后,又一颗更近的打破纪录。11月14日,夏威夷的天文学家在小行星撞地持续警报系统(ATLAS)回报中发现了一颗新的小行星,在分析了这颗太空岩石的轨道后,他们意识到它最近的距离发生在2020年11月13日星期五,而现在它有了小行星临时编号,2020 VT4,天文学家估计它的大小在5至11公尺之间,这颗小行星掠过距离地表仅约380公里!

  它离地球最近时与国际空间站(ISS,台湾名:国际太空站)轨道高度差不多,但当然没有发生碰撞。太空如此之大,而太空站和小行星都相对较小,这样大小的小行星几乎不可能与太空中的实验室相撞。然而,这并非不可能发生,太空站在过去也曾有过侥幸逃脱的经历,大多是被其他人造物体的碎片环绕。在小行星2020 VT4最接近地球上的南太平洋时,国际太空站则正在阿根廷南部的火地岛上空运行,距离非常遥远。

  若是小行星进入到110公里以内,大多数的太空岩石会在大气中解体,而如果它穿透进地球的大气层,这块太空岩石就会造成令人印象深刻的火流星,即使在光天化日之下也能见到。地球会有危险吗?不,这种大小的太空岩石不可能完好无损地到达地球。虽然肯定会有一些碎片以极低的机率成为陨石抵达地球表面,但是在这种情况下最有可能落在海洋,毕竟地球有70%的表面是水。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:EarthSky

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  半人马小行星(Centaurs)是种稀有的天体,兼具小行星和彗星的特征。它们本质像小行星一样是岩石,但表面也会蒸发像彗星一样抛出尘埃和气体,天文学家认为它起源于太阳系外部的柯伊伯带。自1927年以来,仅发现18个半人马小行星,但天文学家最近又找到2014 OG392,或许能让我们更了解这种天体。

  发现半人马小行星是种挑战,它距离很远,且不一定出现在哪里,搜寻这类天体会占用大量望远镜的时间。因此研究人员搜寻托洛洛山美洲际天文台暗能量相机的影像资料库,并开发新技术将天体的颜色和尘埃质量等资料建立模型,以估算天体的挥发性和轨道动力等特征。如此发现2014 OG392具有半人马小行星的特征。随后以6.5米的Walter Baade望远镜后续观测确认。2014 OG392距离约10至15天文单位之间,其温度约为摄氏213度。团队探测到2014 OG392长达40万公里的彗发,并认为二氧化碳和氨可能是半人马小行星活跃的物质。由于该团队发现,2014 OG392最近被重新分类为彗星,被称为C/2014 OG392 (PANSTARRS) 彗星。这项研究发表在Astrophysical Journal Letters期刊上。(编译/台北天文馆助理研究员李瑾)

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资料来源:sci-news.com

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发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ☆

  第11号小行星海妖星(Parthenope),将在2020/10/24的00:46到达冲的位置。冲指的是,以地心为中心太阳和海妖星在天球上的经度相差180度。此时海妖星位于双鱼座,距地球约1.36AU,最大亮度9.3等。在10/2319:15到隔日清晨4:20,海妖星的仰角皆离于地平面20度以上,几乎整夜可见。海妖星在23:45在南方天空达到最高仰角69度。由于海妖星比较暗淡,肉眼无法看见,必须使用口径8-10公分以上的望远镜,或是隔一阵子拍摄一张影像,加以比对找出移动的天体后,才易观察到这颗小行星。(编辑/台北天文馆陈姝蓉)

2020年10月24日00:46左右的西南方天空,此图由TheSkyLive产生。
2020年10月24日00:46左右的西南方天空,此图由TheSkyLive产生。

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  周日(8月16日),一颗汽车大小的小行星2020 QG飞掠距离地球约3000公里的上空,这是迄今为止「未与地球相撞的小行星」所观测到的最近距离,这颗小行星完全没有被发现,美国太空总署(NASA)近地天体研究中心在它飞掠地球最近过后的6小时,才收到加州帕罗玛天文台的回报确认它的存在。

  由于它的体积并不大,即使这颗小行星真的击中了我们的地球,它也顶多会在大气层的高空中以爆炸的方式结束它的生命,而且由于它的爆炸高度非常高,不会对地面造成任何危害,尽管如此,这次的情况仍旧令人担忧。

  NASA只知道类似这些天体的一小部分,这颗小行星就从典型的望远镜盲区冲向地球,它从面对太阳的方向接近我们,这意味着它处于地球的白天面,地面上不会有任何的望远镜在白天开着扫描天空,更惶论它的大小几乎是不可能发现的,但如果像这样特别的天体再大一些,在进入地球范围时就有可能酿成灾难,而且我们几乎无法预测。

▲业余天文学家自制加速模拟动画(©Tony Dunn)

Newly-discovered asteroid ZTF0DxQ passed less than 1/4 Earth diameter yesterday, making it the closest-known flyby that didn't hit our planet.@renerpho
Simulation: https://t.co/a81R100OwV
Higher-res GIF: https://t.co/4Wxn0YNpVb pic.twitter.com/SMtVRbjYOA

— Tony Dunn (@tony873004) August 17, 2020

  事实上,美国国会自2005年以来就要求NASA针对直径大于140公尺的潜在危险天体做全面性的监测,但是在2019年5月NASA公布的约2.5万个类似的天体中,只有不到一半符合上面的条件,这意味着2013年的车里雅宾斯克陨石及2019 OK小行星并不在这范围内,而这些小行星都有可能对人类造成庞大的生命或财产损失,来自太阳方向的天体几乎是不可能在地面上被发现的,所以NASA计划开发太空望远镜并将其今年的预算拨款近3600万美元,如果资金持续挹注,它有望在2025年发射,期望能发现地球白天面的潜在危险天体。(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Business Insider

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  在2019年写下多项小行星探测纪录的隼鸟2号(Hayabusa 2),现在正在返回地球的路程上,预计2020年12月将会带回龙宫小行星样本。不过,由于届时上头的离子引擎燃料还有大约一半左右,因此日本JAXA的科学家正在研究让隼鸟2号在送回样本后继续探测其他小行星的可能性。

  从燃料剩余量估算可以到达的候选天体约有354个,科学家们再根据轨道操作可行性、小行星的轨道确定程度、大小、自转速度与类型等等性质,最后选出了两个候选天体——2001 AV43和1998 KY26。这两颗小行星的直径都是10米级,自转周期大约10分钟,又被称为高速自转小行星(Fast Rotator),是目前人类从未探索过的天体类型。

两颗小行星比较
▲两颗小行星比较。

  团队初步计算后得到分别前往两颗小行星的路线,若要到达2001 AV43需要再飞掠金星一次和地球两次,预计在2029年11月抵达;若要前往1998 KY26则要先飞掠另一颗小行星2001CC21和地球两次,预计在在2031年7月抵达。不论是何者,包含后续观测在内都将会是长达10年的旅程。

前往路径
▲前往路径。

  这项延伸任务计划除了将会是首次探测高速自转小行星外,还将提供10米级小行星的物理特性做为未来防御小行星撞击的资料。另一方面,工程师也将测试如何在最节省燃料的情况下在太阳系内长期航行。不过,隼鸟2号上头的仪器在设计上只保证可以让样本安全返回地球,是否能再运作10年仍是延伸任务的最大不确定因素。JAXA预计将会在今年秋季决定隼鸟2号的旅程是否会继续往更深远的太空前进。(编译/台北天文馆王彦翔)

资料来源:JAXA

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发布单位:台北市立天文科学教育馆

  台北天文馆小行星在天空绽放光芒了!国际天文学联合会(IAU)正式通过,将编号300300号小行星命名为「台北天文馆」。这颗小行星是由林宏钦先生(国立中央大学天文研究所)与叶泉志先生(美国加州理工学院博士后研究员)于2007年8月6日在中大天文所鹿林天文台巡天计划(LUSS)拍摄的影像中发现,经过长期观测确认后,赋予永久编号第300300号,并由中央大学推荐,经审核通过后正式命名为TAM,记为(300300) TAM;TAM即台北市立天文科学教育馆(Taipei Astronomical Museum)的英文缩写。

  「台北天文馆」小行星位于主小行星带内,轨道半长轴约2.446天文单位,相当于3亿6千6百万公里,以3.83年的周期绕太阳公转,其直径约1.4公里。目前在巨蟹座方向距离地球约5亿3千万公里处,亮度仅约22等,必须以大型天文望远镜才能拍摄到其踪迹。根据观测,300300号小行星也属于王后星族(Massalia family)中6,000多个成员之一。估计是约1.5至2亿年前因王后星(20 Massalia)的前身遭撞击后形成,最大成员即直径约150公里的王后星,属硅质的S型小行星。(编撰/台北天文馆助理研究员李瑾)

台北天文馆小行星
台北天文馆小行星

台北天文馆小行星(300300 TAM)轨道示意图
台北天文馆小行星(300300 TAM)轨道示意图

资料来源:美国太空总署-喷射推进实验室

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发布单位:香港天文学会

  2020年6月30日是第四个国际小行星日(也称为全球小行星日)。2016年联合国在其决议中宣布:每年的6月30日是全球小行星观测日,以全球的高度来纪念1908年6月30日发生在前苏联西伯利亚的通古斯事件,并提高公众对小行星撞击与危害的认识。

  小行星通常是从外太空进入地球,速度通常可达每秒10公里。其在通过大气层时摩擦所产生的热十分巨大,大部分的小行星在到达地面时便已燃烧殆尽或爆炸。一个直径10米的陨石可以产生约2万吨左右的爆炸,相当于投在广岛的原子弹威力。

  通古斯大爆炸是1908年6月30日上午8时17分(UTC时间为0时17分)发生在现今俄罗斯西伯利亚埃文基自治区上空的爆炸事件。爆炸发生于通古斯河附近、贝加尔湖西北方800公里处,北纬60.55度,东经101.57度,当时估计爆炸威力相当于2千万吨TNT炸药,超过2,150平方公里内的8千万棵树焚毁倒下。

  据报道,当天早上在贝加尔湖西北方的当地人观察到一个巨大的火球划过天空,其亮度和太阳相当,几分钟后,一道强光照亮了整个天空,稍后爆炸产生的冲击波将附近650公里内的窗户玻璃震碎,并且观察到了蕈状云的现象,这个爆炸被横跨欧亚大陆的地震监测点所记录,其所造成的气压不稳定甚至由在当时英国刚被发明的气压自动记录仪所侦测。在事发后数天内,亚洲与欧洲的夜空呈现出暗红色;有假说认为这是由于光线穿过在高纬度地区的极度低温中形成的冰晶颗粒造成的,这种现象常在航天飞机(太空梭)返回地球大气时出现。在美国的史密松天体物理台和威尔逊山天文台也观察到大气的透明度至少数个月有降低。

  目前比较被科学界所接受的说法是一个小行星在大约离地6至10公里上空爆炸。

  而如果这个物体再迟4小时37分撞击地球,那么这场爆炸将摧毁当时俄罗斯帝国的首都圣彼得堡,而不是人口稀少的通古斯地区,造成更大的人员伤亡。

  在通古斯爆炸时,在爆炸中心正下方的树被脱去树枝树皮,而稍远的树则因为爆炸波而倾倒,这个现象也被在核试验中发现。

  1960年中期,苏联使用模型树跟小型炸药作实验,寻找哪种爆炸方式可以产生像通古斯爆炸相似的蝴蝶型爆炸。实验显示小行星是以大约与地面夹角30度、与北方夹角约115度接近地面,然后在空中爆炸。

  2013年俄罗斯乌拉尔陨石雨事件为小行星爆炸说提供了强力佐证。比太阳还要明亮的火球,巨大的音爆,和在天空中留下长长的烟雾轨迹无不与通古斯卡巴大爆炸当时的记录相符,只是在通古斯卡上空燃烧爆炸的小行星显然要比2013年的大得多。

  从20世纪后半开始,对地球大气层的监测让人类开始注意千吨级小行星的空中爆炸。根据美国空军国防支援计划的资料显示,这种爆炸大约一年会发生一次。而类似通古斯那种大小的一千万吨级的是非常罕见的;尤金·舒梅克博士估计这种大小的小行星大约300年才会发生一次。

官方网站:AsteroidDay.org

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