发布单位:台北市立天文科学教育馆

  未来的某一天,地球会接受来自太空无可避免的大石头所袭击,一如太阳的东升西落与潮汐涨落,在过去已经发生好多次,在未来的数十亿年也将是如此。

  目前为止,人类还算幸运,我们不必面对这种灾难性威胁,但如果我们要在这颗星球上长期生存下去,我们就必须接受危险小行星的现实并做好准备。世界各地的组织持续地监测天空,他们正在绘制所有潜在威胁的近地天体目录,越大的岩石虽然构成了更大的威胁,不过相对地它们的数量也较少。我们对于潜在威胁的近地天体数量永远普查不完,但我们确实有几乎所有直径大于1公里的潜在危险小行星的可靠地图,而且有用。

这张图表显示了JPL近地天体研究中心(CNEOS)计算的2200个潜在危险天体的轨道。突出显示的是近地小行星的轨道,这是美国NASA近地小行星重定向测试(DART)任务的目标。This diagram shows the orbits of 2,200 potentially hazardous objects as calculated by JPL’s Center for Near Earth Object Studies (CNEOS). Highlighted is the orbit of the double asteroid Didymos, the target of NASA’s Double Asteroid Redirect Test (DART) mission. Credit: NASA/JPL-Caltech
图说:这张图表显示了JPL近地天体研究中心(CNEOS)计算的2200个潜在危险天体的轨道。突出显示的是近地小行星的轨道,这是美国NASA近地小行星重定向测试(DART)任务的目标。图片来源:NASA/JPL加州理工学院

  这种公里级的小行星不仅有可能摧毁整个城市,甚至造成全球范围的重大生态危害,一个研究团队预测了它们未来一千年的轨道,分析显示,这些公里级的近地天体在下个世纪以内都不会对我们构成重大威胁。

  然而,我们很难预测这些近地天体的轨道变化,这是由于在轨道动力学里,微小的变化可能在时间长河里带来巨大的影响,不论是「从太阳接收到的热量变化」或是「木星的引力牵引」,就可能使一颗小行星在千年后的轨道上最终于地球相交。

  其中7482号小行星特别危险,在接下来的千年里,这颗小行星都会在地球附近停留相当长的时间,虽然这并不代表着它一定会撞击地球,但机率却不是零;另一颗143651号小行星,它的轨道非常混乱,在过去的几十年里甚至没办法完美预测它的确切位置,基于我们目前所掌握的资讯,也无法肯定它不会在未来撞向地球。

  类似的天体,科学家总共找到28个,它们都将可能贴近到地月距离之内,虽然在这一千年的轨道预测中,它们都不会撞向地球,但是长期关注这些石头可能比任何事情都重要,该文现在可于预印本网站下载。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Universe Today

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 ★★

  2023年3月26日凌晨4时左右将有一颗小行星2023 DZ2与地球擦肩而过,该小行星的直径估计为39至88公尺之间,相当于一座足球场的大小,最近的时候距离地球仅0.00117AU(约173,000公里)!

小行星2023 DZ2

  潜在危险天体(potentially hazardous object,PHO)是指轨道有撞击地球的可能,且其大小足以对地球造成全球或局部区域重大损害的近地天体,而最常见的又称为潜在危险小行星,其定义为与地球的最小轨道交点距离少于0.05AU(19.5月距),并且绝对星等达22等或更亮。截至2023年3月20日止,符合潜在危险小行星定义的天体数量是3,250颗,其中估计有213颗的直径超过1公里。

  2023 DZ2是2023年2月27日被发现的,属于阿波罗族小行星,每3.16年绕太阳公转一周,被归类为近地天体。虽然以绝对星等计算还排不上潜在危险天体之列,但仍然超过2013年车里雅宾斯克陨石的大小,若是受到其它因素的重力偏移,就有可能撞向地球,造成地球上小区块极大的伤亡。目前科学家的计算显示它几乎不可能撞击地球,但以它的尺寸及距离之近,甚至可以在天空中短暂成为星点,科学家估计它在天空中的亮度最高可能达到视星等10等,在无光害的地方使用品质较高的双筒望远镜也许能捕捉到它的身影,其详细预报路径如下。(编辑/台北天文馆技佐许晋翊)

2023年3月25日晚上至3月26日凌晨期间,2023 DZ2在天空中的飞掠轨迹。
2023年3月25日晚上至3月26日凌晨期间,2023 DZ2在天空中的飞掠轨迹。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

Asteroid impact coast italy.

  地球非常善于隐藏它的伤疤,我们自以为是地认定过往小行星的撞击证据可以协助我们更好地规划及防范下一次灾难的到来,美国航太总署(NASA)戈达德太空飞行中心首席科学家James Garvin认为,我们可能错误解读了过往100万年内发生的小行星撞击痕迹,如果他的研究结果是对的,那么似乎有些不那么大的石块也会成为危害。

  所有陨石撞击中最著名的一次,莫过于约6600万年前在犹加敦半岛上的一个大洞了,它可能直接导致了恐龙的死亡。在目前的统计中,每一亿年会出现一次这种十公里等级的庞然大物撞击,但是每60万年会出现的一公里等级小行星撞击也足够摇动地球上的尘埃,并将地球笼罩于阴影之下造成严重的饥荒事件。

  虽然现在人类可以扫描天空,搜寻那些大到足以产生危害的天体,也能从地质纪录中探寻到实际陨石撞击过的踪迹,但是当我们越往过去深入,这个纪录就越不明朗,地球的动态行为,包含风、水、地壳运动等不断地磨损地表,就连比较近期的事件,也很难透过灰尘和生物学的累积来解释。

  研究团队使用了高解析度的卫星影像,观察过去100万年中形成大型撞击坑的风化遗迹,以衡量它们的真实大小,从分析结果来看,大多数陨石坑的再外围都有些微弱的环,超出了原先认定的「外缘」,例如:哈萨克境内有一个12至14公里宽的洼地,叫做Zhamanshin,许多人认为是一颗直径200至400公尺的陨石于9万年前撞击地球形成的,这是最近一次最可能造成核子冬天的陨石撞击,在这次的分析中,团队认为实际上它留下了一个直径接近30公里的陨石坑。另外三个大型陨石坑的外缘径也被重新计算,都是原先的二至三倍。

  旧模型的改进是好事,但这些新发现的环可能不只是撞击后的涟漪,而是撞击后喷出来的碎片集中在外缘落下,又或者,它们只是一场数据资料的虚影,这是一个值得讨论的假设,虽然我们正忙着建立各种系统以避免严重的小行星撞击,但是地球过去的伤疤我们应该想尽办法去了解才是,该研究在2023年月球与行星科学会议中发表。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2023年1月27日上午8时29分,一颗直径约4到8公尺,大约是一辆卡车大小的小行星2023 BU,以距地表不到4,000公里的高度飞掠地球的南美洲上空!这是目前观测中最接近地球的小行星之一,如果它坠入地球大气层,预估将会变成一颗明亮的火流星,甚至有机会留下一些陨石碎片。

近地小天体2023 BU轨道预测图。图片来源:JPL
图说:近地小天体2023 BU轨道预测图。图片来源:JPL

  来自克里米亚的业余天文学家Gennadiy Borisov在1月21日通报发现了小行星2023 BU,仅仅在这颗小行星最接近地球的6天之内!根据喷射推进实验室(JPL)的小天体资料库(SBDB)计算结果,这颗小行星最接近地表的距离是3,589公里,但不会撞击地球。在掠过地球上空后,小行星的行进方向受到地球重力影响,轨道将明显改变,绕日周期将自0.98年变为1.16年,不过在未来100年内撞击地球的机率不高于万分之一。

小行星2023 BU实际影像。影像来源:Virtual Telescope Project
图说:小行星2023 BU实际影像。影像来源:Virtual Telescope Project

  其实直径达8公尺的小天体撞击地球的频率大约是5年1次,而4公尺大小的天体则几乎是每年都有机会撞击地球。即使如此,监测这些近地天体仍然是非常重要的工作,不只是防范地表遭受陨石撞击,在现在大量使用卫星通讯的时代更为重要。例如是这次2023 BU已经侵入到地球的中地球轨道(MEO)内,也就是比所有的同步卫星都还要接近地球,若能及早侦测这些天体的位置,将有机会可以避免近地天体对于人造卫星的危害。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

资料来源:JPLNASA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2022年12月27日,科学家进行一颗小行星反射无线电信号的实验测试,预备用于2029年一颗大的小行星接近地球,到时候它比地球静止轨道卫星还更靠近我们。

  位于美国阿拉斯加州加科纳的高频活跃极光研究计划研究站(High-frequency Active Auroral Research Program research program, 缩写HAARP。)将对一颗直径约152公尺的小行星2010 XC15发送无线电信号,并让新墨西哥州索科罗附近的新墨西哥大学长波阵列(Long Wavelength Array)、和加州毕晓普附近的欧文斯谷无线电波天文台天线阵列(Owens Valley Radio Observatory Long Wavelength Array)接收信号回来。

  这将是第一次借由HAARP来探测小行星。实验计划首席研究员兼美国喷气推进实验室JPL的雷达系统工程师Mark Haynes说:「这次的新尝试,我们要用长波的雷达和无线电波望远镜从地面探测小行星内部。使用比通讯的无线电波更长的波长穿透物体的内部。」

  对于如何防御小行星撞击,更需要先了解小行星的内部,尤其是直径大到对地球具有杀伤力的小行星。

  Haynes说:「如果你知道质量分布,就能更有效地使用撞击器,因为你会知道小行星的何处是最佳撞击点。」

  现在有许多方式可以快速探测小行星,例如确定它们的轨道和形状,获得地表样貌的模拟图。无论是使用光学望远镜,还是深空网路Deep Space Network(DSN)的行星雷达。深空网路是NASA在美国加州、西班牙和澳洲的跨国巨型无线电天线阵列。(编按:另见本馆天文新知介绍,太阳系探测任务的通讯支柱:NASA的深空网路)以往雷达成像研究计划使用的是短波长讯号,这些讯号会被物体反射,提供高品量的地表样貌,但不会穿透物体。

  HAARP将以略高和略低于9.6兆赫兹(每秒960万次)的频率向小行星2010 XC15,以两秒为间隔持续发送重複的讯号。Haynes说:「距离将是一个挑战,因为这颗小行星与地球届时的距离将是月球的两倍。」(编按:另见本馆天象预报,2022/12/28 2010 XC15小行星近地 (近地指数2)

  小行星2010 XC15的测试实验是为了2029年小行星(99942) Apophis将接近地球之故。小行星(99942) Apophis于2004年发现,预计2029年4月13日最接近地球,距离地球约32,186.9公里以内,比人造卫星更靠近地球(地球静止轨道卫星大约在37,014.9公里)。NASA估计这颗小行星的直径大约335公尺,原本以为它会在2068年近地,但经过研究人员更精准地预测它的轨道,后来修正为2029年。

  小行星2010 XC15的测试和 (99942) Apophis在2029年的接近,是科学家研究近地天体的好机会,再加上行星防御也让这项科学研究成为显学。

  Haynes说:「在影响发生之前的时间越长,尝试偏转它的选择就越多。」NASA表示,大约每年会有一颗汽车大小的小行星撞击地球,在到达地球表面之前被大气层燃成火球烧成灰烬。而大约每2,000年就有一颗足球场大小的流星撞击地球,这种会造成很大的伤害。至于大到足以毁灭文明的小行星,每隔几百万年就会撞击地球一次。

  NASA的双小行星改道测试计划Double Asteroid Redirection Test mission,DART于2022年9月26日撞击成功,将小卫星Dimorphos的轨道时间改变了32分钟。

  2022年12月27日的实验可以测试借由长波的无线电讯号探测小行星的可行性,以增进我们对近地天体的了解。Haynes表示:「如果我们能启动地面系统的运作,那么我们就有很多机会了解对这些物体内部的结构。」(编译/台北天文馆潘康娴)

这张示意图显示小行星2010 XC15在2022年12月27日经过地球时的投影路径。 图片来源:NASA/JPL/Caltech
图说:这张示意图显示小行星2010 XC15在2022年12月27日经过地球时的投影路径。 图片来源:NASA/JPL/Caltech

资料来源:Phys.org

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  2022年9月26日,双小行星改道测试(Double Asteroid Redirection Test,简称DART)任务成功撞击,该任务是为了测试小行星防御技术的可行性,以避免大型太空岩石与地球相撞的可能性,尽管在目前为止可预见的未来里不会有这样的事件发生,科学家仍认为这项任务是有必要测试的。DART的目标是将双卫一(Dimorphos)的轨道周期缩短至少73秒,但科学家希望能达到接近10分钟的效果。

  在10月11日的新闻记者会上,美国太空总署发布了首批计算结果,DART超越了这些里程碑,将双卫一原先近12小时的轨道周期缩短了32分钟,这是人类有史以来第一次改变了天体轨道。当DART于9月26日以每秒6.6公里的速度撞向双卫一的过程中,科学家透过DART所传回地球的影像,第一次清楚看见双生星(Didymos & Dimorphos),因为从地球上看,这个双小行星系统看起来就像恒星中的一个小点,当DART任务科学家Tom Statler看见这块碎石的一刹那,直觉告诉他:这绝不会只有73秒。

双卫一的轨道周期变化记者会上,Statler发布了一张来自LICIACube的新影像,在经过了影像处理增加对比度后,更清楚地展示了碎片的细节。此外,NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片,其中显示了锥状碎片长尾,它延伸到太空中至少长1万公里,并且其尾部已经一分为二,科学家仍在了解这种分叉的原因。
图说:双卫一的轨道周期变化记者会上,Statler发布了一张来自LICIACube的新影像,在经过了影像处理增加对比度后,更清楚地展示了碎片的细节。此外,NASA还分享了一张由哈勃太空望远镜拍摄的双生星照片,其中显示了锥状碎片长尾,它延伸到太空中至少长1万公里,并且其尾部已经一分为二,科学家仍在了解这种分叉的原因。

LICIACube拍摄下撞击时的影像。
图说:LICIACube拍摄下撞击时的影像。

哈勃望远镜拍摄的双生星。
图说:哈勃望远镜拍摄的双生星。

  目前科学家宣布的32分钟轨道变化仍伴随着2分钟的不确定性,科学家希望进一步缩小不确定性,并寻找撞击造成的任何潜在轨道摆动,对双生星的观察将持续到2023年,欧洲太空总署预计在2024年发射一艘名为「赫拉」的太空船,它将用于探测双生星的后续影响,并将更详细地记录该系统的各种参数,新闻记者会的内容发表于YouTube-NASA官方频道。(编译/台北天文馆技佐许晋翊)

资料来源:Space.comNASA

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  经过10月的飞行,美国马里兰州的约翰霍普金斯大学应用物理实验室(Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, JHUAPL)的任务控制中心宣布:「NASA的双小行星改道测试Double Asteroid Redirection Test(缩写:DART),于协调世界时间(Universal Time Coordinated)2022年9月26日23时14分(北京时间2022年9月27日上午7时14分)成功地撞击目标小行星Dimorphos。」

  我们需要拥有保护地球的能力,免于来自小行星或彗星的毁灭性撞击,这回的任务提供了防御所需的详尽资料,也表示人类能够主动出击防止这类型的自然灾害。DART以撞击小行星之伴星Dimorphos的方式,首次尝试在太空中移动小行星,让科学家们评估减缓技术的可行性。美国太空总署署长说:「DART任务代表了防御行星撞击地球的空前成功,还将科幻小说变成了科学事实,展示了一种保护地球的方法。」

  伴星Dimorphos的大小约160公尺,绕着Didymos(直径约780公尺),这对双小行星系统为DART的目标,其轨道不会为地球构成威胁。这回,NASA成功地展示了利用飞行器,载重约570公斤,以每小时约22,530公里的速度,「故意」与小行星之伴星Dimorphos相撞,让小行星减速改变轨道,这个技术称为动力撞击。

  飞行器另携带一台微型卫星相机LICIACube(由意大利太空总署提供),近距离地记录撞击过程,并一张张地回传影像,另外,全球各地望远镜与太空望远镜也同步进行观测与纪录。预估这次撞击会将Dimorphos的轨道缩短约1%(约减少10分钟的轨道周期)。在接下来的几周,天文学家将着手进行研究Dimorphos的新轨道,精确地测量轨道的改道程度,以确定DART对小行星撞击的有效程度。其结果有助于验证,和增进计算轨道动力学的预测模型之精确度。

  天文学家也正加速找出有潜在撞击地球风险的近地小行星,而今日有了DART的测试结果,对未来的应变对策,更能提供具体的参考资讯,为保卫地球的安全,迈出扎实的一步。(编译/台北天文馆潘康娴)

白色线为原本的轨道,蓝色线为经DART撞击后,所预测的新轨道。(图片来源:NASA/JHUAPL)
图一:白色线为原本的轨道,蓝色线为经DART撞击后,所预测的新轨道。(图片来源:NASA/JHUAPL)

本次任务的目标,右下为Didymos,左上为伴星Dimorphos。(图片来源:NASA/JHUAPL)
图二:本次任务的目标,右下为Didymos,左上为伴星Dimorphos。(图片来源:NASA/JHUAPL)

资料来源:Science Daily

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:需以口径20公分(8吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照 ★★

  根据NASA近地天体研究中心(CNEOS)资料显示,今年接近地球的危险天体(PHO)之中最巨大的天体——小行星7335(1989 JA),将于2022年5月27日22时26分到达近地点,距离仅401万1441公里,大约是地月距离的10.5倍。由于小行星7335直径为1.8公里,约台北101大楼的两倍高,因此若撞击地球将造成严重损害,受到科学界密切注意。

  小行星7335是1989年5月1日由美国天文学家Eleanor Helin在帕洛玛天文台发现,公转周期为2.35年,轨道偏心率为0.48(远日点2.6AU、近日点0.9AU),属于阿波罗小行星。在2013年在俄罗斯车里雅宾斯克坠落的小行星也属于同一群,估计其直径仅十几公尺,却造成近1500人受伤。

  虽然肉眼看不到小行星7335,但使用中型以上(口径15~20公分)望远镜有机会拍摄到。虽然小行星在5月27日距离地球最近,但因为与太阳位置与反射位置关系,在近地点前2天的晚上较亮,预估最亮时达到11.7星等。如果透过拍摄,它看起来就像一颗“缓慢移动的星星”。

小行星7335轨道最远时位于火星轨道之外,近日点在地球轨道之内。
图说:小行星7335轨道最远时位于火星轨道之外,近日点在地球轨道之内。

  国际媒体报导2022年5月27日将有一颗「具潜在撞击威胁」的巨大小行星接近地球,台北天文馆证实此项消息,但也说明这并非新鲜事,更没有撞击危险,民众完全不必担心!

  所谓「具潜在撞击威胁小行星」(Potentially Hazardous Asteroid, PHA)是指当其与地球轨道最接近时,距离可达0.05天文单位以内,约750万公里,或月球平均距离的19.5倍,且直径达140公尺以上的小行星。截至目前为止,已经被发现的PHA有2,280颗之多,还在不断增加中。

  2022年5月27日22时左右最接近地球的这颗PHA是(7335)1989 JA小行星,它的直径估计约930到1,180公尺之间,足足有台北101的两倍大!不过这次离地球最近时尚有402万公里之遥,比月球还远10.5倍,所以对地球完全不构成任何威胁。

  台北天文馆表示,其实每年PHA接近地球的次数远比大家想像来得多,光是在2022年,与地球距离近到0.05天文单位以内的就有14颗,最接近的是在12月28日的2010 XC15小行星,距离只有0.005162天文单位,也就是77万公里左右,仅相当于月球的两倍远。至于在未来150年内最接近地球的则是直径约370公尺的毁神星(99942)Apophis,它在2029年4月14日将以4万公里的超近距离擦过地球,几乎达到同步卫星的高度!不过目前科学家暂时排除了撞击的可能性。

  据估计,在这两千多颗PHA中大约只有156颗的直径大于一公里,属于大型PHA,若真有这么大的小行星撞击地球,很可能会造成全球性的地质与气候剧烈变化,甚至灭绝事件。但也不用过于担忧,因为这样的事件平均每44万年才会发生一次!(编辑/台北天文馆研究员李瑾)

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  1950 DA是最具风险的小行星,自2014年来它一直位居撞击风险列表的首位,先前科学家们计算出该天体在2880年撞击地球机率高达八千分之一。一项新的分析资料推测,这颗小行星的撞击风险比先前认知的撞击机率降低很多,只有三万分之一。

  这项评估是NASA行星防御协调办公室(Planetary Defense Coordination Office)完成,2022年初,该机构升级了分析软体,最显著变化是对亚尔科夫斯基效应,进行更详细的计算,这效应指小行星吸收阳光和释放热量会对小行星产生微小推力,而改变小行星在太空中的路径。计算后撞击机率为三万分之一,使1950 DA的风险下降为第二名。目前榜首的是Bennu小行星,它是NASA的OSIRIS-REx任务目标,在2020年10月曾对这颗小行星采样,样本将在2023年运送回地球 。目前认为Bennu在2178年至2290年期间撞击机率为1,800分之一。

近地小行星1950 DA

  近地小行星1950 DA在1950年2月23日首次观测,随后因轨道计算不足而失踪了,直到2000年12月31日重新发现。它宽1.3公里,由于波多黎各的阿雷西博天文台在2001年曾经以雷达观测过,因此科学家了解它的形状与大小,认为这颗小行星比岩石更碎更松散。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:SPACE.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  匈牙利天文学家在2022年3月11日19时24分(世界时),以60公分施密特望远镜发现一颗小行星,在两小时之后这颗小行星就撞入挪威西南方的北冰洋上空。这颗小行星命名为2022 EB5,估计直径约为2米。它的速度约为每秒18.5公里,撞击之后在格陵兰岛和挪威的侦测仪器也记录到爆炸的声音,估计爆炸能量约2,000吨TNT。

  其实天体撞入大气层并不罕见,每夜都可以看见流星。但这颗撞击事件最特别之处是天文学家在它进入大气层前就先发现它。之前仅有四个例子,分别是2008 TC3,直径约4米,爆炸的能量达2,100吨TNT;2014 AA,直径约3米和1000吨TNT;2018 LA,直径约3米与400吨TNT;2019 MO直径约6米和6,000吨TNT。一般来说,这种尺寸天体撞击大气层时会爆炸而发生火流星,其碎片可能会落到地球上。但2022 EB5所产生的陨石应该会落入海洋而无法找到。科学家对于能发现2022 EB5这类天体是件好事,表示科学界对危险小行星的检测能力已逐步提高。(编译/台北天文馆研究员李瑾)

匈牙利天文学家Krisztián Sárneczky拍摄2022 EB5
匈牙利天文学家Krisztián Sárneczky拍摄2022 EB5

资料来源:Science Alert