星闻星语
老鼠占领火星?
May 30th
我们期待已久的一天终于来到了!NASA召开新闻发布会,宣布“好奇号”在火星上的第52个工作日(2012年9月28日),在Rocknest地区拍摄到的一只大老鼠。嗯!你没听错,这也不是哪家PS高手的恶作剧,有图有真相。此消息一出,在地球人之间貌似是恐慌更甚于兴奋,各个灭鼠药公司的股票立即疯狂上涨,梦想周末到火星度假的家庭主妇们现在面临一个严峻的问题:如何赶走后院里的大老鼠?
哎,那啥,等等,让我们仔细瞧瞧,这个貌似是一个…… 呃,好吧,这其实是块石头。以上段落除了图片之外,故事情节纯属虚构。不过这消息也很有趣:我们在火星上找到了一块看起来很像老鼠的石头。当然,这样的事情已经不是第一次发生了:著名的“火星人脸”曾名噪一时,但最后被证明只是一个普通的山丘而已。
巨大彗星明年或撞击火星 爆炸当量超万亿颗广岛原子弹
Feb 27th
”所有火星公民请注意,所有火星公民请注意,一颗巨大彗星即将撞击火星,将造成全球性的灾难。请尽快就近寻找地下庇护所……“2014年10月中旬,来自火星最高行政当局的紧急警报响彻整个火星,火星人绝望地四处寻找藏身之地。与此同时,直径数十公里的”赛丁泉“彗星以每小时20万公里的超高速度直奔火星而来。19日世界时21时前后,撞击不可避免地发生了,1000000000000颗广岛原子弹同时爆炸才具有的能量夷平了大半个火星的所有建筑,数亿吨的岩石瞬间被气化,撞击点周围形成了一个宽500公里、深2公里的大坑。在2亿公里外的地球,环太平洋地区的人们恐惧地看到天空中出现了第二个”太阳“,科学家们欣喜若狂地在计算机前指指点点,谈论着这数百万甚至上千万年才发生一次的罕见事件,各国政治家们在人们的催促下,连夜开会讨论组建全球小天体预警防范网络,防止类似的事情在地球上发生。
以上的场景并不完全是虚构的:俄罗斯天文学家 Leonid Elenin 日前发贴指出,2013年发现的第一颗彗星—— C/2013 A1 (Siding Spring)(顺带一提,发现地就是今年初差点被火烧掉的著名澳洲天文台),将在2014年10月19日世界时21时(北京时间10月20日5时),以15个火星直径的距离掠过火星,而且由目前计算的轨道来看,不能排除撞击火星的可能性。不过对火星人的好消息是,火星在茫茫太空中仍然是非常微小的一个目标,根据目前的轨道根数估计,我认为撞击发生的概率在十万分之一这个量级。但是,如果这十万分之一的概率成真,那效果是很可观的:”赛丁泉“彗星具有一去不复返的双曲线轨道;它体积也不小,发现的时候还在木星轨道以外,粗略估计其彗核直径可能有数十公里之巨。最关键的是,它是一颗不太常见的逆行彗星,对火星来说,相当于”迎头相撞“。因此,”赛丁泉“彗星具有的能量大约相当于一亿亿吨TNT的爆炸当量——这相当于一万亿颗广岛原子弹同时爆炸或者一百颗灭绝恐龙的小行星同时撞击地球产生的效果;在地球上看,它撞击火星时产生的光亮将达到负21等左右,这相当于满月亮度的1500倍!
当然,最可能发生的情况时,随着观测数据的增加,”赛丁泉“彗星撞击火星的可能性会被完全排除,它将成为火星人的天文盛宴:如果彗星不发生意外情况,那它最靠近火星的时候,从火星表面观察,其亮度至少相当于地球上看新月的亮度。如果它能到15个火星直径的距离,那它的亮度将超过上弦月,甚至可以照亮火星的夜空。最起码,它将成为”好奇号“和”机遇号“火星车,甚至那几枚环绕火星运行的轨道飞行器的绝佳观察目标。
我们是否有可能目睹人类文明史(甚至是数千万年以来)最不可思议的天象呢?这要等待时间老人为我们解答了。
NASA为ISON彗星策划史无前例的大型联合观测行动
Feb 26th
负责SOHO/STEREO探测器彗星观测的美国海军研究实验室专家 Karl Battams 日前透露,NASA已经成立了一个专家小组(Comet ISON Observing Campaign, CIOC),正为可能成为历史上最明亮彗星之一的ISON彗星,策划史无前例的大型天地联合观测行动。目前已经确认参与的设施包括:目前全世界第二大光学望远镜—— 两架10米的凯克望远镜,3米的红外天文望远镜(IRTF),拥有多架太阳望远镜的美国国家太阳天文台及大熊湖太阳天文台,哈勃太空望远镜,三大空间太阳探测器SOHO、STEREO和太阳动力学天文台(SDO),史必泽太空望远镜,钱德拉X射线望远镜,正在飞往163249号小行星的“深撞击”探测器,正在飞往木星的“朱诺”探测器,环绕水星运行的“信使”探测器,环绕火星运行的火星“奥德赛”号以及“火星环球勘探者”号探测器,另有小道消息说目前尚在火星表面活动的“机遇号”和“好奇号”火星车也将展开观察。这一行动规模之大,参与设施之多、分布之广,令人叹为观止。负责这一小组的约翰霍普金斯大学科学家 Carey Lisse 鼓励各国天文学家和爱好者“一起来玩”(join in the fun)。他表示,动态测量彗星的尘埃产生率(Afrho)是爱好者们可以发挥巨大作用的科研题目。
这一小组除了 Carey Lisse 和 Karl Battams 之外,还有在研究掠日彗星方面鼎鼎大名的洛韦尔天文台 Matthew Knight 博士等人的参与。科学家们正准备8月1-2日在约翰霍普金斯大学举办有关ISON彗星联测的研讨会,这一研讨会可以通过网络参加。有兴趣的朋友不妨保持关注。
ISON彗星目前亮度为16等左右,位于双子座,已经长出一条短短的彗尾,但年底它到底会成为英雄还是狗熊,仍然需要时间来观察。
附:几个有用的链接:
车里雅宾斯克陨星的精确轨迹
Feb 25th
根据 CBET 3423 报道,以捷克天文学家 Jiri Borovicka (注:这位学者是目前流星圈还在世的学者中首屈一指的大牛)为首的小组正式发布了关于车里雅宾斯克陨星精确轨迹的初步测量结果,陨星燃烧阶段的起止位置以及几个闪耀(flare)发生的具体位置如下表所示,误差1千米:
Relative Longitude Latitude Height Velocity Notes Time (s) (deg E) (deg N) (km) (km/s) 0.00 64.266 54.508 91.83 17.5 beginning of registration 9.18 61.913 54.788 41.02 17.5 minor flare 11.20 61.455 54.836 31.73 17.5 major flare 12.36 61.159 54.867 25.81 17.5 flare 13.20 60.920 54.891 21.05 12.5 minor flare 16.20 60.606 54.922 14.94 4.3 end of registration
根据闪耀发生的位置以及数模分析的结果,Borovicka认为,到达地面的最大的陨石重约200-500公斤,位于Chebarkul湖湖底,大多数的细小碎片应该分布在轨迹以南5公里之内。陨星的地心辐射点为赤经 334.7 +/- 1.2 deg,赤纬 -1.0 +/- 1.4 deg (J2000),地心速度为 13.2 +/- 0.7 千米/秒,轨道根数如下:
Orbit: a = 1.55 +/- 0.07 AU e = 0.50 +/- 0.02 q = 0.768 +/- 0.011 AU Q = 2.33 +/- 0.14 AU (equinox 2000.0) Peri. = 109.7 +/- 1.8 deg Node = 326.41 deg i = 3.6 +/- 0.7 deg
也谈车里雅宾斯克陨星(续)
Feb 21st
2月21日课题组的组会,导师让大家专门讨论这次陨星事件。考虑到我提前一天在微博上征集了不少问题,于是不妨在这里为前作写一个续篇,集中讨论大家这几天提出的问题。有一些问题未能收入此文,请各位见谅,但我会尽量至少私下回答提问者。注:本文的讨论除注明之处以外,仅代表作者个人观点。
@张老师在那美克星:从地面飞出来撞陨石的是啥?防空导弹?
答:那几乎可以肯定是车窗玻璃造成的鬼像…… 不信的话,检查一下其他视频看看有没有对应物体就很容易找到答案。
@黃鐘毀棄:一般距地面多少公里会燃烧?多少公里会爆?相应的温度大概多少?烟雾的成分以陨石为主还是以大气为主?激波的强度?
答:一般流星体在110千米左右的高度开始烧蚀(ablation),但“爆”则有不同的含义:流星体的“闪爆”(flare)或者是陨星的爆炸(blast),两者是一类东西,但微观机制可能不一样,这和其本身的成分也有关系。对于陨星来说,爆炸过程前后其附近的温度可高达上万度,使得陨星本身的原子以及空气中的原子被电离(我化学学得不好,说得不准确的地方还请专业人士指教),因此流星尾迹(meteor trail)一般是陨星和大气成分的混合。激波强度也和空爆(airburst)的高度有关,但应该有每平方米数千牛的数量级。
@曹喵威武不小受:1.通过降落时的路径能推测出原始的轨道么?属于哪个族?2.未来有可能会发现更大陨石碎片么?3.原始大小和质量是怎么推算出来的?
答:1.可以,根据目前的资料,陨星属于阿波罗族;2.陨星能到达地面部分的多少和它的成分有关,但对于石陨石来说,可能千分之一是个不错的估计。考虑到这颗陨星原来有7000吨左右因此到达地面的碎片应该有好几吨,所以如果发现更大的碎片是可能的;3.是根据观测数据以及经验公式推算出来的。
@刘喜龙c:据说有报道说它是被事先击碎的?还看到央视的焦点访谈都特意说这个陨石坠落的事。看来应该不是一般事件。……是不是我们真的已经具备了可以全球合力阻击这样小星体的威胁的能力呢?
答:没有证据证明它是被事先击碎的,我不认为人类目前具备在大气层内击毁陨星的技术能力,况且陨星自身解体并不奇怪。这事的确不一般,因为上一个已知的可以比较的事件还是1908年的事了,那时还没有互联网和微博,由于当时俄国的社会状况,科学家甚至等了13年才得以到达现场进行考察。后一个问题:目前来说还看不到有这种可能。先别说我们是否可以合力进行这样的事,单说这么一件事吧:2005年的时候NASA打了一个370公斤的铜块去砸彗星(“深撞击”项目),当时有乐观估计认为彗星可能会增亮50-100倍,但最后只增亮了5倍左右,所以我们的技术有时候未必有我们想象的那么牛。
@著驿:袭俄陨石到底相当于多少枚广岛原子弹?
答:广岛原子弹的当量,根据维基百科,是15000吨TNT;我们组的次声探测器对这次陨石事件的估计是470000吨TNT(不过见报的好像都说是500000吨);两者一除,大概是30倍。
@santhia超光速:这次爆炸对中纬度的大气环流会造成怎样的影响?比如爆炸的能量传递之类的问题,这种波动会不会对接下来的天气以及气候造成大影响?
答:可以肯定的说,不会有什么影响,因为它的量级还是太小了。比它大接近一个量级的通古斯事件,甚至也没有在地域尺度上造成多大的影响。比起等价当量动辄上百万、千万吨TNT的较大规模的火山爆发来说,类似的陨星事件对全球大气环流的影响几乎可以忽略不计。
@符小呆:陨石在大气中的易解体程度和它的化学组成的关系?
答:陨星解体是其动能-热能转化速率超过其本身承受能力造成的,所以其易解体程度自然和其化学成分有关。比如通古斯事件和巴林杰陨星,其母体大小据推测都在50米量级,但前者可能是一颗小彗星,后者则是铁陨星,因此前者在高空即解体,而后者则接近于完整地到达地面,形成了一个直径1.2千米的陨石坑。
@Novarizark:其实我一直不懂陨石为什么会爆……外热内冷岂不应该是陨石整体呈收缩倾向?
答:想象一下你把一艘军舰以18公里/秒的速度扔进大气层后的效果…… 陨星的空爆(airburst)是陨星在支撑不住动能-热能转换过程而瞬间散架,无数的陨星碎片得以瞬间完成烧蚀,在这一过程中释放出的巨大能量。不过这个问题是个好问题,流星/陨星的烧蚀过程的许多细节目前仍然不清楚。
@长沙李员外:如果预测到了坠落点在人口密集区,有方法改变其轨道么?通过火球可以判断出陨石成分么?
答:在好莱坞大片里可以,在现实生活中还停留在纸面。后一个问题:理论上可能,但目前实践上还不行,需要把找到的陨石拿进实验室分析才行。
@赵瑞楠Frank:网上流传陨石被击穿的情况属实吗?
答:没有证据证明存在这种情况;多数陨石本身也会自行解体。
@santhia超光速:一般陨石爆炸的瞬间能量怎么评估的?
答:主要根据卫星遥感以及次声探测器的数据来估计的。
@王志新:陨石在大气层外首次检测到的还是大气层内,为什么没有导弹防御系统对其进行有效拦截?NASA和美国军方有合作吗?有面向整个地球的预警方案吗?
答:1.就这颗陨星来说,从已经公开的数据来看,它是在进入大气层之后才被发觉的,目前人类的技术还无法在极短的预警时间内(十秒左右的量级)拦截如此高速的物体;2.新一代的近地小行星巡天项目Pan-STARRS就是美国军方投资的;3.没有。即使是提前预测出撞击地球的小行星2008 TC3,当时也完全无法准确预测将会打中哪一点。
@uuyao:关于高纬度陨石坠落几率大的说法有依据么? 如果没有,为什么感觉俄罗斯被陨石击中的几率好高?
答:没有。有研究表明,近地小行星的轨道分布仍然是贴近于黄道面,因此低纬度地区被砸的概率应该略高于高纬度地区。“感觉”俄罗斯被砸中的概率高是因为他们国土面积大。
@santhia超光速:为何这次的小行星没有被预测到?在它靠近地球的时候地面为什么没有仪器检测到它?
答:主要是因为它是从太阳方向飞过来的。目前没有望远镜能专门搜寻从太阳附近飞过来的小行星(这必须由太空望远镜完成)。
@小龙哈勃:这颗陨星最亮时有多亮?
答:按照爆炸当量为50万吨TNT来估计,如果不考虑消光、辐射波长等等的问题,可以粗略估计(读天文专业的朋友,你们都应该能做这道题目哦,这只涉及任何一本专业天文教材第一章的内容),在其爆点下方,火流星的最大亮度应该有-33等,也就是比太阳还要亮100倍!这可能是105年来照亮地球的最明亮的物体了(不算核武器,但核武器的辐射应该以伽马射线为主,所以可能很难比较)。
也谈车里雅宾斯克陨星
Feb 16th
2月15日当地时间9时许,一颗直径15米左右的小行星在从太阳方向穿越地球轨道的时候”不慎“和地球撞了个满怀,在距离地面20-30公里的高空爆炸解体,其释放出的能量相当于好几个广岛原子弹。到目前(2月16日北京时间7时)为止,陨星已经造成超过1200人受伤,约3000栋建筑物遭到不同程度的损坏。面对这一不太常见的现象,各种各样的说法满天飞,从天文学家渎职到美国武器试射,不一而足。尽管目前已经整理出的观测数据只是冰山一角,但起码我们已经可以较为肯定地回答一些疑问了。我就不妨借着这个机会,和大家讨论一下和陨星有关的那些事儿。
首先,以下是截至北京时间(下同)16日清早的消息更新:根据我们组的次声探测网络的初步结果,陨星空爆的精确时间为15日11:20:26,整个事件的爆炸当量约为47万吨TNT,相当于著名的通古斯事件(下限为300万吨TNT)的十分之一左右。母体小行星的直径约为15米,质量约为7000吨,空间速度约为18公里/秒。另外,这次事件造成的主要破坏,并不直接来源于陨星本身,而是陨星爆炸的冲击波到达地面之后引发的灾害。
陨星、陨石、流星、流星雨、小行星、彗星之间是什么关系?
陨星和陨石的中文定义比较模糊。根据《汉典》的解释,陨星和陨石均指落地未燃尽的大流星体(或者小的小行星)。一般来说,”陨石“的说法更常见一些。陨星或陨石有大有小,但一般直径都在数厘米到数米不等。我的理解是”陨星“应该指陨石落地前的阶段,因为”陨“字可作动词解,比如《汉书》:“继以陨星流彗,维填上见……”(卷七十五)
流星指星际空间中较小的固体颗粒(一般称流星体)进入大气层时摩擦发光的现象。流星体的直径约在十万分之一米到一米之间,一般在90-100公里的高度就燃尽了。流星雨,笼统的说,是许多流星一同出现的现象。
小行星和彗星是太阳系小天体中较大的成员,它们比流星体大,但比大行星和矮行星要小,直径由数百米到数百公里不等。流星、流星雨和陨石(陨星)大多来源于它们。
总结起来就是:小行星和彗星产生流星和流星雨,小的小行星或者大的流星体可以落到地面而成为陨石。
看来小行星真会毁灭地球啊?我们有什么应对方案?
根据目前的观测数据推断,造成车里雅宾斯克事件的小行星,直径仅在15米左右,但已经对人员生命财产安全造成了不小的影响。更大的小行星当然危害更大。近代文明史上最大的这类事件—— 1908年的通古斯事件,焚毁了撞击点周围50多公里内的约6千万棵树木,据估计系一颗直径约100米的小行星或小彗星造成。科学家们将直径140米以上、到地球最小距离小于750万公里的天体称为”潜在威胁天体“(potentially hazardous object, PHO)。这些天体如果撞击地球,将可能对较大的区域造成毁灭性的影响。目前已知的潜在威胁天体有近1500颗之多,不过它们起码短期内都不会对地球造成直接威胁。
目前我们唯一的应对手段是寻找并发现它们。美国在这方面远远走在前面:由美国军方资助的多个近地天体搜寻项目从上世纪90年代就开始运行,发现了目前已知的绝大多数潜在威胁天体,但它仍然不能保证发现非常小的小行星(比如造成车里雅宾斯克事件的母体小行星)。2008年底发现的2008 TC3是历史上第一颗提前发现的直接撞击地球的小行星,其直径只有4米左右,这样大小的小行星撞击地球的事件估计每1年多一点就能发生一次。
好几部好莱坞大片涉及英雄摧毁即将撞击地球的小行星的情节。然而数年前我接触到一份数百页的NASA的报告,其结论大致是人类目前还无法完成这么牛的事儿。
天文学家们曾信誓旦旦的表示2012 DA14不会撞击地球,但又发生了这次陨星事件。他们说这次的陨星和2012 DA14无关,这是要给自己洗地吗?
很容易查到,2012 DA14的运行轨迹(从地面上看)是由南向北,而俄罗斯位于北半球中高纬度,不可能被2012 DA14或者任何与其轨道相近的天体击中。而且,造成车里雅宾斯克事件的天体系由东向西运行,运行方向和2012 DA14几乎垂直。由此可以看出,两件事的确只是”恰好“在同一天发生的。
现在科学技术如此发达,为何没有提前发现这颗小行星并做出预警?
最简单的答案:因为这颗小行星是从太阳的方向飞过来的,故人们没有提前发现。
另一方面,小行星的直径只有15米,仍然是太小了,它需要非常靠近我们才能显得足够亮,因此留给天文学家们发现它的时间非常短(根据经验,以现在的观测能力,这个”时间窗口“的长度大概是几天到一个星期左右),目前的近地天体监测网络只能做到大约一到两个月覆盖全天一次,显然并不足够。如前文提到的,类似2008 TC3的撞击事件几乎每年都在发生,但完善的巡天网络已经建立了十多年,却只发现一例,也可以说明目前观测能力的局限性。
有消息说这是美国人试验新式武器,如果不是因为俄罗斯空军进行了拦截,这次事件后果会更严重……
如果你看过流星的话,会发现这次事件的火流星和一般流星的视速度看起来差不多,从视频中反映的冲击波延迟现象来看,其出现高度也不低(简单的估算可以推导出其爆炸高度大概在几十公里这个量级)。流星体的速度在每秒二三十公里左右,即使打个对折,也有每秒十公里,这个速度已经接近挣脱地球-月球的引力系统了。除了行星际探测器之外,有什么人造物体需要跑那么快?或者说有哪个国家能精确拦截如此高速的物体?
为什么你不说是外星人飞碟坠毁什么的?
先不提专门研究流星、陨星的科学家对这样的现象如何见怪不怪,只要想想,一个能将飞行器加速到每秒18公里的文明居然不掌握基本的着陆技术,这也太菜了点呀……
陨星会伤人吗?是不是该买陨星保险了?
历史上有少量陨星夺命的记录,最著名的是1490年甘肃的陨石雨,死者”数以万计“。不过总的来说,被陨石击中仍然是个小概率事件。著名天文学家Alan Harris通过计算认为,一个人一生中被陨石击中的概率约为70万分之一,甚至略低于一个人一生中遇到一次空难的概率。他开会做报告时最爱讲的一个段子就是”我冒着更大的危险来宣传小行星撞地球的危险“。
科学家们是如何研究流星和陨星现象的?
流星/陨星科学处境很微妙,它研究的是天上的目标,但这些目标却有可能被人们拿到实验室里研究,从而获得其母体信息。乍看上去,流星科学似乎是天文学下的分支,但实际上它和大气科学以及地球科学的关系也非常密切。简单来说,天文学家们通过摄像、望远镜、雷达和次声等方式探测和研究流星体,这联系着太阳系小天体以及空间科学的领域;同样的数据也可以让大气科学家们获得流星层的大气信息(比如温度、风速风向、臭氧等),这联系着大气科学尤其是大气化学的领域;地球科学家们则大多研究陨石本身、陨石坑的演化以及它们对生物圈的影响,这就联系着地质学甚至是古生物学的领域了。
本文刚完稿时,我在微博上看到 @宝中堂 围绕这次老天暗中”放冷箭“的事儿写了个段子,实在写得太精辟了,于是在这儿冒昧引用,就算是个有趣的收尾吧:“我最近有一个构思。”“说来听听。”“故事说一颗小行星飞向地球,引起社会恐慌,科学家告诉人们,经过计算,小行星会从地球附近掠过,不会撞上,科学是不会有错的。最后果然没事。人们松了口气,正在此时,另一颗之前没发现的小行星撞向了地球……有意思吧!”“胡编乱造,怎么可能有这么巧的事!”
小行星2012 DA14即将以超近距离飞掠地球
Feb 8th
目前最大的业余爱好者小行星巡天项目—— 基地位于西班牙马略卡天文台的La Sagra巡天项目在去年2月16日有了个重大发现:他们发现的小行星2012 DA14将在2013年2月15日以低于同步卫星轨道的高度飞掠地球,而这颗小行星的直径大约在50米这个量级,将成为有记录以来超近距离飞掠地球的最大的小行星。
进一步的观测计算表明,2012 DA14将在北京时间2月16日3:25通过近地点,届时距离仅有约3.4万公里,略低于同步卫星的轨道高度(3.8万公里),届时其亮度将达到7等左右,可以用小型望远镜观测到,中国处于最佳观测区域之内。尽管距离如此之近,但天文学家已经排除2012 DA14在这次飞掠事件中和地球碰撞的可能性。
NASA将在北京时间2月8日凌晨1点举行远程新闻发布会,介绍这次飞掠事件,出席的天文学家包括国内相关领域爱好者非常熟悉的:小行星中心主任Tim Spahr博士、喷气推进实验室近地小行星办公室主任Don Yeomans博士,以及卡特林那巡天项目研究员、OSIRIS-REx副首席研究员Ed Beshore先生(才知道这位大牛原来最高只拿到学士学位)。新闻发布会传送门:http://www.nasa.gov/news/media/newsaudio/index.html(英语)。
从不失约的双子座流星雨
Dec 11th
年度最佳流星雨——双子座流星雨又即将登场了。它在每年12月14日前后达到极大,峰值期间天顶流量可达每小时120-150颗(国际流星组织给出的值为120,目前看来应该偏保守了。这里给出的值参考了近年的研究工作,比如 Arlt & Rendtel, 2006, MNRAS, 367, 1721,以及题图)。
Steed在果壳网有篇非常好的观测指南,推荐有兴趣的朋友阅读,不过我还是在这里简单归纳一下观测条件:今年因为没有月光干扰,观测条件极佳,峰值预计落在14日7:30左右(北京时间)。但双子座流星雨全夜可观测,且极大期相当长,半极大全宽可达一天左右,且极大前后亮流星比例很高,所以13-15日观测条件都相当不错。甚至在光污染较严重的市区,理论流星数都有每小时十来颗左右。观测时无需特地选择观察方向,做好保暖工作即可。
4179 Toutatis的更大亮点:与嫦娥2号的幽会
Dec 8th
4179号小行星Toutatis将在12月12日16:40(北京时间,下同)和地球近距离接触,最小距离只有18个地月距离(Lunar Distance, LD),或690万公里。Toutatis的直径达5.4公里,这么大的小行星在这么小的距离飞掠地球,的确很不常见。在人类目前(2012年12月7日)掌握精确轨道的613697颗小行星中,除去Toutatis,只有10颗相同或更大尺度的小行星能到达这么近的距离,其数量之少,以至于我可以在这篇小文中为它们列一个表(见下)。不过,足够靠近地球并对地球上的生物有毁灭性威胁的小行星数量就多多了。科学家将直径140米以上,最近距离近于18.5个地月距离的称为“潜在威胁小行星”,到目前为止共有1354颗。更小的小行星近距离飞掠地球就更常见了,一般每个月都有几次。但我们没什么担心的必要,因为我们对它们的轨道掌握得还是比较精确的,从目前的情况来看,至少未来100年发生毁灭性撞击事件的概率非常微小。
小行星 | 直径 |
(2201) Oljato | 5km |
(3122) Florence | 9km |
(3200) Phaethon | 5km |
(4183) Cuno | 8km |
(4953) 1990 MU | 8km |
(16960) 1998 QS52 | 8km |
(89830) 2002 CE | 7km |
(90075) 2002 VU94 | 6km |
(111253) 2001 XU10 | 6km |
(137427) 1999 TF211 | 6km |
对于Toutatis来说,地球也不算是个陌生的目标,即将到来的近距离飞掠也不是这几十年来最靠近的。Toutatis距离最近的一次飞掠是2004年9月,当时只有3.8个地月距离;1992年和1996年的飞掠也比这次近得多,所以所谓Toutatis与所谓2012末日论有关的说法纯属无稽之谈。当然,这样近距离的接触会让天文学家们无比兴奋,因为这是观察研究它的好时机。1992年Goldstone雷达对Toutatis的观测是人类历史上小行星探测的里程碑之一(Ostro et al. 1995, Science, 270, 80),地基雷达在Toutatis随后几次近距离飞掠中都大显身手,获得了非常高分辨率的影像资料。2012年Toutatis的飞掠将是Toutatis在2069年之前最后一次近距离飞掠地球,因此天文学家们自然蠢蠢欲动。不过,这次Toutatis还将迎来一位不同寻常的访客——空间探测器“嫦娥2号”。
这几天网络媒体和微博话题对Toutatis的飞掠似乎还是相当关注的,但我很惊讶,所看到的所有报道都只字未提“嫦娥2号”。要知道,这是我国第一次尝试对月球轨道以外的天体实施空间探测,从纯科学的角度而言,这毫无疑问是中国空间探测史上的极其重大事件:和载人航天、空间站和月球探测等带有一定军事或政治色彩的、“比肩国际先进水平”行为不一样,这次我们要真正(几乎)纯出于科学目的,踏足一片之前无人造访的处女地,站在人类对外太空探索的最前沿,本身意义之重大自不待言;比照一下前几个月“好奇号”火星车着陆,NASA不遗余力“更上一层楼”地借机争取民众对空间探测项目的支持,带动人们以极大的热情关注“好奇号”的每一小步,甚至比照前几年日本全民出动,支持本国的“隼鸟号”探测器(顺带一提,那不仅是日本,也毫无疑问是人类空间探测的一个里程碑)的情景,我们自己的各大门户网站上却几乎完全看不到对“嫦娥2号”探测Toutatis的报道,实在让人觉得非常失望。
搞笑的是,尽管国家航天局对“嫦娥2号”的行踪保持沉默,但这不妨碍国外各大专业或者业余小行星巡天项目对其进行追踪,尤其是天文爱好者们的兴趣更大。在莱蒙山1.5米镜巡天发现“嫦娥2号”的踪迹之后,对其进行追踪观测的基本都是业余天文爱好者。著名业余天体力学专家Bill Gray首先计算出它将在2012年12月13日16:27飞掠Toutatis(详情)。他指出地面轨道控制可能会使得这一时刻有几个到十几个小时的偏差,但“飞掠肯定发生在12月中旬”。
为什么国家航天局要如此低调呢?以下仅从个人所学专业以及了解的情况做一点分析。“嫦娥2号”本身的设计不是用来探测小行星用的,根据官方公布的信息(10米分辨率的CCD相机)可以猜测,其拍照设备也属于窄视场、高分辨率的设备。“嫦娥2号”飞掠Toutatis时,其相对速度相当高(估计在10km/s这个量级),距离也相当远(大约300公里;信息来源),Toutatis在“嫦娥2号”的天空中只有不到半度,和地面上看太阳或者月亮的大小差不多,要在很短的窗口时间内将窄视场的相机精确对准一个视直径半度的天体,对姿态控制是个非常高的要求。尽管之前美国人的雷达观测已经极为精确地确定了轨道,铺好了“垫脚石”,但对于羽翼未丰的中国深空探测项目来说,仍然是个艰巨的挑战。而且,在这个距离之上,“嫦娥2号”的分辨率应该在10米左右,这仍然低于雷达观测的精度(UCLA雷达课题组科学家Michael Busch指出雷达在Toutatis飞掠前后几天可取得4米的精度),进一步削弱了这次探测的科学价值。“嫦娥2号”还搭载了其他几种仪器,但由于飞掠窗口非常短暂,很难说能获得充足的数据。因此,从某种意义来说,这次飞掠行动的象征性和试验性要大于科学意义。但即便如此,作为我国首次以及人类历史上为数不多的尝试,“嫦娥2号”的探测行动仍然是值得我们带着激动的心情密切关注的。无论这次探测成功与否,毫无疑问,它都能为我国接下来的深空探测项目积累宝贵经验。
在Toutatis最接近地球的一周时间里,它将在鲸鱼座和双鱼座交界附近运行,其最亮可达10.5等,使用中等大小的(大约10厘米)望远镜在光污染不是特别严重的地方即可目视看到它(搜寻图),或者使用有兴趣的朋友不妨尝试寻找一下。当然了,一定要关注来自“嫦娥2号”的新闻哟。
最新评论 Recent Comments