NASA探测器发现小行星贝努撞击地球的几率增加

科学家使用OSIRIS-REx任务的数据计算出,这颗太空岩石在22世纪撞击地球的几率略有增加(但仍然很低)

An image of the asteroid Bennu produced by the OSIRIS-REx spacecraft.

OSIRIS-REx探测器拍摄的小行星贝努图像。

如果小行星贝努在未来撞击地球的可能性让你夜不能寐,NASA的科学家认为你可以稍微放松一下了。

该机构的 OSIRIS-REx 探测器花费了两年多的时间近距离环绕这颗太空岩石运行。 凭借对小行星如此详细的观察,研究太空岩石撞击 地球 潜在影响的专家们,已经能够微调他们现有的贝努未来模型。

因此,新研究背后的科学家现在表示,他们确信到2300年,小行星撞击地球的总概率仅为1/1750。 在OSIRIS-REx到达这颗太空岩石之前进行的估计表明, 贝努 在2175年至2199年之间撞击地球的累积概率为1/2700, 根据NASA的说法。 NASA表示,虽然风险略高于过去的估计,但这仅仅是在已经极小的风险基础上做出的微小改变。


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从技术上讲,风险略有增加,但新研究背后的科学家表示,他们并不担心潜在的撞击。 此外,这项研究为小行星轨道计算提供的经验教训,可以充分减少对其他小行星潜在撞击的担忧,甚至绰绰有余。

“撞击概率只是略有上升,但这不是一个显著的变化,撞击概率几乎相同,” NASA近地天体研究中心(位于加利福尼亚州)的首席作者Davide Farnocchia在周三(8月11日)的新闻发布会上说。“我认为,总的来说,情况有所改善。”

精确至关重要 

OSIRIS-REx(正式名称为起源、光谱释义、资源识别、安全-风化层探测器)于2016年9月发射,并于2018年12月 进入 小行星贝努的轨道。

探测器抵达后,花了近两年半的时间从轨道上研究这颗太空岩石,包括俯冲、悬停和以各种可能的方式检查岩石。

“探测器的轨道真的令人惊叹——我把它比作蜂鸟,” 亚利桑那大学的行星科学家、OSIRIS-REx的首席研究员以及新研究的作者Dante Lauretta在新闻发布会上说。“我们能够进入轨道,我们能够离开轨道,我们能够获得各种成像角度。”

在此期间,探测器不断记录其相对于地球和小行星的位置。 利用这些数据,新研究背后的团队能够微调他们对这颗太空岩石近两年半的的位置和运动的理解。

探测器对小行星的访问在2020年10月达到高潮,当时OSIRIS-REx 抓取了贝努的样本 并将其储存起来。 5月,探测器及其珍贵的货物告别了小行星,并返回地球,OSIRIS-REx将于2023年9月将样本舱投放到地球。 这次交付将为科学家提供难得的机会,可以使用地球实验室提供的所有精密设备来研究小行星物质。

但是科学家们不需要拿到样本材料就可以深入研究探测器两年半的观测数据。 加上天文学家在OSIRIS-REx甚至还只是一个想法之前,就在地面观测贝努的工作,科学家们已经拥有大约20年的数据来跟踪这颗太空岩石。

科学家们的小行星轨道模型总是包含一定程度的不确定性,因为当太空岩石在内部 太阳系 中运行时,多种力会拉扯它。 即使在新的和改进的贝努未来路径模型中,这种不确定性仍然存在,但借助OSIRIS-REx的观测,科学家们能够显著降低他们对贝努命运的不确定性。

除其他因素外,研究人员还能够解释微小的轨道变化,这些变化是由太阳辐射、相对论的影响以及数百颗相对较大的小行星在附近呼啸而过的引力等力造成的。

除了这些影响所有太阳系天体(即使程度很小)的因素外,该团队还能够专门检查贝努的两个不寻常特征的影响:定期从小行星喷射出的 尘埃羽流 以及岩石与探测器本身的相互作用。

科学家们特别关注的一个因素叫做雅科夫斯基效应,它是由小行星区域在白天和黑夜之间交替时发生的持续温度波动触发的,这种效应会轻轻地推动小行星。

“作用在贝努上的雅科夫斯基效应相当于三颗葡萄的重量,” Farnocchia说。“这就是真正驱动贝努未来运动的原因,因为这种加速度是持续存在的,它的影响会随着时间的推移而累积,并且到2135年时变得非常显著。”

然而,尽管科学家们尽了最大努力,但预测2135年之后贝努的轨道仍然很棘手。 在那一年九月,贝努将掠过地球——距离不够近,不会有撞击的风险,但肯定足够近,地球的引力可能会稍微推动小行星的轨道。 这种“舞蹈”将如何精确地展开,将决定贝努未来几十年和几个世纪的轨迹。

根据一份关于新研究的 NASA声明,由于仍然存在不确定性,以及未来可能发生的其他类似事件,科学家们现在表示,到2300年,贝努的总撞击概率约为1/1750。 在此期间,最令人担忧的日期是2182年9月24日;即使在那一天,贝努的撞击概率也只有1/2700。

超越贝努 

当然,贝努并不是科学家们唯一担心的小行星。 行星防御致力于识别所有可能对地球产生有意义影响的小行星。 这项工作的一个方面是尽可能多地发现近地小行星—— 根据NASA的数据,科学家们迄今已编目超过26,000颗。

但是,为了准确识别哪些小行星可能真正构成风险,科学家需要能够尽可能准确地计算出太空岩石的轨迹。 当然,该轨迹是基于对小行星过去位置的现有观测,但科学家们多年来一直知道,像雅科夫斯基效应这样的因素可能会混淆他们的计算。

研究人员表示,来自OSIRIS-REx的新数据量化了相当于三颗葡萄重量的雅科夫斯基效应,这应该有助于科学家们了解同样的效应如何影响其他小行星的轨迹。

“我们首次能够在小行星轨道上测试我们的模型,达到以前从未尝试过的水平,” Farnocchia说。“结果普遍适用于所有其他小行星,我们可以应用这些模型,并确信它们非常准确。”

这项研究在一篇 论文 中进行了描述,该论文于周二(8月10日)发表在伊卡洛斯杂志上。

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梅根·巴特尔斯 是一位常驻纽约市的科学记者。 她于2023年加入大众科学,目前是该杂志的资深新闻记者。 此前,她曾在Space.com担任作家和编辑超过四年,并在Newsweek担任科学记者近一年,主要关注太空和地球科学。 她的作品也曾发表在Audubon、Nautilus、AstronomySmithsonian 等出版物上。 她毕业于乔治城大学,并在纽约大学的科学、健康与环境报道项目获得了新闻学硕士学位。

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