2024-09-29 11:43来源:本站编辑
科学家们在实验室里对一颗弹珠大小的“模拟小行星”发射x射线,对这一理论进行了测试。他们表示,人类未来可能会用核弹使一颗巨大的、威胁生命的小行星偏离轨道,向地球飞来。
对我们的行星防御系统进行的最大的现实测试是在2022年进行的,当时美国宇航局的冰箱大小的DART航天器撞上了一颗160米宽的小行星,成功地将其撞离了轨道。
但对于更大的小行星,仅仅用宇宙飞船撞击它们可能不会奏效。
大约6600万年前,当直径约10公里的希克苏鲁伯小行星撞击尤卡坦半岛时,据信它使地球陷入黑暗,引发了数公里高的海啸,在全球范围内蔓延,杀死了四分之三的生命,包括恐龙灭绝。
我们人类希望避免类似的命运。
目前还没有迫在眉睫的威胁,但科学家们一直在研究如何避开未来可能出现的任何大型小行星。
一个主要的理论是用核弹炸掉它们——这是1998年科幻动作电影《世界末日》中著名的最后一招。
在电影中,布鲁斯·威利斯和一队勇敢的钻井工人从一颗直径1000公里的小行星中拯救了地球,这颗小行星的大小与德克萨斯州差不多。
在本周发表在《自然物理学》杂志上的一项概念验证研究中,一组美国科学家进行了规模小得多的研究,瞄准了一颗直径只有12毫米的模拟小行星。
为了验证这一理论是否成立,他们使用了位于新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室号称世界上最大的x光机。
该研究的主要作者、桑迪亚大学的内森·摩尔告诉法新社,这台机器能够“使用80万亿瓦的电力产生世界上最亮的x射线闪光”。
核爆炸产生的大部分能量是以x射线的形式存在的。由于太空中没有空气,所以不会有冲击波或火球。
但x射线仍然具有强大的冲击力。
在实验室实验中,x射线很容易使模拟小行星的表面蒸发。
然后,蒸发的物质将模拟小行星推向相反的方向,这样它就有效地“变成了火箭发动机”,摩尔说。
它达到了每小时250公里的速度,“几乎和高速列车一样快,”他补充说。
摩尔说,这次试验标志着关于x射线如何影响小行星的预测首次得到证实。
“这确实证明了这个概念是可行的。”
科学家们使用模型来扩大他们的实验,估计核爆炸产生的x射线可以使一颗直径达4公里的小行星偏转——如果事先给予足够的通知的话。
摩尔说,最大的小行星是最容易提前探测到的,所以即使是对杀死恐龙的希克苏鲁伯这样大小的小行星来说,“这种方法也是相当可行的”。
这个实验是基于使用百万吨当量的核武器。有史以来引爆的最大炸弹是5000万吨的苏联沙皇炸弹。
摩尔说,如果未来有拯救地球的任务,核弹需要放置在距离小行星几公里的地方——距离地球数百万公里。
用真正的核武器来测试这一理论将是危险的,非常昂贵的,而且被国际条约所禁止。
但在进行这样高风险的测试之前,仍有很多东西有待发现。
摩尔说,目前最大的不确定性是小行星可能“有很多种形式”。
“我们必须为每一种情况做好准备。”
例如,被DART撞击的小行星Dimorphos原来是一堆松散的碎石。
欧洲航天局的赫拉任务计划于下个月发射,其任务是找出更多关于其组成的信息,以及有关DART如何将其打包的更详细的细节。
加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的科学家玛丽·伯基(Mary Burkey)没有参与这项新研究,她已经对在小行星上使用核武器进行了计算机模拟。
她赞扬了这项研究,称“能够将我的计算与现实数据相匹配,增加了我的结果的可信度。”
伯基告诉法新社,她的模拟还表明,这样的任务“将是保卫地球的非常有效的手段”。
“然而,为了使它起作用,在执行任务后必须有足够的时间来额外推动速度,使小行星的轨道离开地球。”