如果小行星貝努在未來撞擊地球的可能性讓你夜不能寐,NASA的科學家認為你可以稍微放鬆一下了。
該機構的 OSIRIS-REx 探測器花費了兩年多的時間近距離環繞這顆太空岩石執行。 憑藉對小行星如此詳細的觀察,研究太空岩石撞擊 地球 潛在影響的專家們,已經能夠微調他們現有的貝努未來模型。
因此,新研究背後的科學家現在表示,他們確信到2300年,小行星撞擊地球的總機率僅為1/1750。 在OSIRIS-REx到達這顆太空岩石之前進行的估計表明, 貝努 在2175年至2199年之間撞擊地球的累積機率為1/2700, 根據NASA的說法。 NASA表示,雖然風險略高於過去的估計,但這僅僅是在已經極小的風險基礎上做出的微小改變。
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從技術上講,風險略有增加,但新研究背後的科學家表示,他們並不擔心潛在的撞擊。 此外,這項研究為小行星軌道計算提供的經驗教訓,可以充分減少對其他小行星潛在撞擊的擔憂,甚至綽綽有餘。
“撞擊機率只是略有上升,但這不是一個顯著的變化,撞擊機率幾乎相同,” NASA近地天體研究中心(位於加利福尼亞州)的首席作者Davide Farnocchia在週三(8月11日)的新聞釋出會上說。“我認為,總的來說,情況有所改善。”
精確至關重要
OSIRIS-REx(正式名稱為起源、光譜釋義、資源識別、安全-風化層探測器)於2016年9月發射,並於2018年12月 進入 小行星貝努的軌道。
探測器抵達後,花了近兩年半的時間從軌道上研究這顆太空岩石,包括俯衝、懸停和以各種可能的方式檢查岩石。
“探測器的軌道真的令人驚歎——我把它比作蜂鳥,” 亞利桑那大學的行星科學家、OSIRIS-REx的首席研究員以及新研究的作者Dante Lauretta在新聞釋出會上說。“我們能夠進入軌道,我們能夠離開軌道,我們能夠獲得各種成像角度。”
在此期間,探測器不斷記錄其相對於地球和小行星的位置。 利用這些資料,新研究背後的團隊能夠微調他們對這顆太空岩石近兩年半的的位置和運動的理解。
探測器對小行星的訪問在2020年10月達到高潮,當時OSIRIS-REx 抓取了貝努的樣本 並將其儲存起來。 5月,探測器及其珍貴的貨物告別了小行星,並返回地球,OSIRIS-REx將於2023年9月將樣本艙投放到地球。 這次交付將為科學家提供難得的機會,可以使用地球實驗室提供的所有精密裝置來研究小行星物質。
但是科學家們不需要拿到樣本材料就可以深入研究探測器兩年半的觀測資料。 加上天文學家在OSIRIS-REx甚至還只是一個想法之前,就在地面觀測貝努的工作,科學家們已經擁有大約20年的資料來跟蹤這顆太空岩石。
科學家們的小行星軌道模型總是包含一定程度的不確定性,因為當太空岩石在內部 太陽系 中執行時,多種力會拉扯它。 即使在新的和改進的貝努未來路徑模型中,這種不確定性仍然存在,但藉助OSIRIS-REx的觀測,科學家們能夠顯著降低他們對貝努命運的不確定性。
除其他因素外,研究人員還能夠解釋微小的軌道變化,這些變化是由太陽輻射、相對論的影響以及數百顆相對較大的小行星在附近呼嘯而過的引力等力造成的。
除了這些影響所有太陽系天體(即使程度很小)的因素外,該團隊還能夠專門檢查貝努的兩個不尋常特徵的影響:定期從小行星噴射出的 塵埃羽流 以及岩石與探測器本身的相互作用。
科學家們特別關注的一個因素叫做雅科夫斯基效應,它是由小行星區域在白天和黑夜之間交替時發生的持續溫度波動觸發的,這種效應會輕輕地推動小行星。
“作用在貝努上的雅科夫斯基效應相當於三顆葡萄的重量,” Farnocchia說。“這就是真正驅動貝努未來運動的原因,因為這種加速度是持續存在的,它的影響會隨著時間的推移而累積,並且到2135年時變得非常顯著。”
然而,儘管科學家們盡了最大努力,但預測2135年之後貝努的軌道仍然很棘手。 在那一年九月,貝努將掠過地球——距離不夠近,不會有撞擊的風險,但肯定足夠近,地球的引力可能會稍微推動小行星的軌道。 這種“舞蹈”將如何精確地展開,將決定貝努未來幾十年和幾個世紀的軌跡。
根據一份關於新研究的 NASA宣告,由於仍然存在不確定性,以及未來可能發生的其他類似事件,科學家們現在表示,到2300年,貝努的總撞擊機率約為1/1750。 在此期間,最令人擔憂的日期是2182年9月24日;即使在那一天,貝努的撞擊機率也只有1/2700。
超越貝努
當然,貝努並不是科學家們唯一擔心的小行星。 行星防禦致力於識別所有可能對地球產生有意義影響的小行星。 這項工作的一個方面是儘可能多地發現近地小行星—— 根據NASA的資料,科學家們迄今已編目超過26,000顆。
但是,為了準確識別哪些小行星可能真正構成風險,科學家需要能夠儘可能準確地計算出太空岩石的軌跡。 當然,該軌跡是基於對小行星過去位置的現有觀測,但科學家們多年來一直知道,像雅科夫斯基效應這樣的因素可能會混淆他們的計算。
研究人員表示,來自OSIRIS-REx的新資料量化了相當於三顆葡萄重量的雅科夫斯基效應,這應該有助於科學家們瞭解同樣的效應如何影響其他小行星的軌跡。
“我們首次能夠在小行星軌道上測試我們的模型,達到以前從未嘗試過的水平,” Farnocchia說。“結果普遍適用於所有其他小行星,我們可以應用這些模型,並確信它們非常準確。”
這項研究在一篇 論文 中進行了描述,該論文於週二(8月10日)發表在伊卡洛斯雜誌上。
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