一項首次進行的實驗結果表明，來自核爆炸的X射線爆發應該足以拯救地球免受來襲小行星的威脅。
9月23日發表在《自然·物理學》上的這項發現，“展示了這種技術可能有多麼有效的令人驚歎的直接實驗證據”，馬里蘭州勞雷爾市約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的物理學家道恩·格蘭寧格說。“這是一項非常令人印象深刻的工作。”
新墨西哥州阿爾伯克基市桑迪亞國家實驗室的物理學家內森·摩爾和他的同事設計了這個實驗，以模擬在小行星附近引爆核彈可能會發生什麼。此前，科學家們研究過炸彈衝擊波（由氣體膨脹產生）撞擊小行星的動量。然而，摩爾的團隊表示，爆炸中產生的大量X射線將對改變小行星的軌道產生更大的影響。
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該團隊使用了桑迪亞龐大的Z機器，該機器利用磁場產生高溫和強大的X射線，向兩個咖啡豆大小的模擬小行星發射X射線。“大約有80萬億瓦的電力在約1000億分之一秒的時間內流過機器，”摩爾說。“這種強烈的電流會將氬氣壓縮成數百萬度高溫的極熱等離子體，並釋放出X射線氣泡。”
切割和推力
這兩個模擬小行星大約12毫米，由石英和二氧化矽製成，以反映太陽系中小行星的不同成分。每個小行星都用一小片箔片懸掛在真空中。當X射線氣泡擊中時，它像X射線剪刀一樣切割箔片，並將小行星置於自由落體狀態。這使得可以在模擬太空真空的條件下觀察到X射線的真實影響。“這完全是新穎的，”格蘭寧格說。“我以前從未聽說過這樣做。”
這項持續僅2000萬分之一秒的實驗結果表明，石英和二氧化矽樣品分別加速到每秒69.5米和每秒70.3米，然後被汽化。加速的原因是X射線汽化了小行星的表面，在氣體從其表面膨脹開來時產生了推力。
摩爾說，結果表明，該技術可以擴充套件到更大的小行星，直徑可達約4公里，以將它們推離與地球的碰撞軌道。“特別是，我們對預警時間短的最大小行星感興趣，”他說。對於這些小行星，其他方法，例如用航天器撞擊小行星——正如美國宇航局的雙小行星重定向測試（DART）在2022年所做的那樣——“可能沒有足夠的能量將其撞離軌道”。
加利福尼亞州利弗莫爾市勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的物理學家瑪麗·伯基說，這篇論文是“首批試圖在地球上弄清楚我們如何重現核彈偏轉小行星可能發生的情況的重磅出版物之一”。她指出，其他實驗也在研究這種可能性，包括使用隕石樣本來更緊密地模擬小行星的成分。“行星防禦越來越受到重視，”她說。
摩爾希望進行更多關於X射線偏轉技術的實驗測試，以提高其有效性。有一天，也可能在太空中進行類似於DART任務的測試，以觀察對真實小行星的影響。“除了想這樣做之外，沒有什麼可以阻止我們，”他說。
本文經許可轉載，並於2024年9月23日首次發表。