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如何面對天外危機──小天體的撞擊?

 6500萬年前,一顆長數公里的小行星落在墨西哥的猶加敦半島,揚起巨量灰塵,遮蔽陽光,使地球陷入冰河時期,綠色植物的光合作用也為之中斷,食物鏈被破壞,導致當時的地球霸主恐龍滅絕。人類未來是否也會面臨這種危機?又該如何應付?

文∕李名揚

在太陽系中,除了八大行星外,還存在著為數眾多的小行星和彗星,這些小天體在運行中不時會接近、甚至撞上其他行星。1994年,舒梅克–李維九號彗星 (Shoemaker-Levy 9)在接近木星時,被引潮力扯碎為21塊碎片並撞上木星,引發一連串的大爆炸,澳洲國立大學的太空望遠鏡拍下了當時的畫面,震撼全球,並且讓人們開始注意 到小行星或彗星可能帶給地球的威脅。

可能會撞上地球的小行星或彗星統稱為「近地天體」(near-Earth object, NEO),目前估計長度超過一公里的近地天體約有2000個,這些小天體萬一與地球相撞,估計會造成全球1/4的人口滅絕;即使小一點的,例如長100公 尺的小天體,也足以毀掉好幾個台灣,而這種近地天體的數量估計多達30萬個。

近地天體撞到地表時,會造成一個比自身直徑大10倍的洞,而實際破壞的範圍更遠超於此。以造成恐龍滅絕的數公里長的近地天體來看,顯然全球都蒙受其難;即 使小一點的,如1908年一顆僅長數十公尺的小天體撞上西伯利亞,也毀了方圓40公里內的森林,爆炸威力相當於600顆廣島原子彈。

撞擊威力之所以會那麼強大,原因在於速度太快。已知火箭脫離地球所需的速度至少每秒11公里,若地球重力吸引一顆原本靜止在外太空的小天體撞進來,撞擊速 度至少如此,加上近地天體在地球附近時並非靜止,而是以大約每秒10幾公里到數十公里的速度繞行太陽,若真的發生撞擊,速度極可能超過每秒30公里。一般 砲彈落地的速度還不到每秒2公里,比砲彈重千萬倍以上、速度又快那麼多的近地天體若撞上地表,可以想見後果有多嚴重。

威脅程度

近地天體的軌道可分為三種:阿波羅(Apollo)、阿托恩(Aten,埃及神話中的朝之太陽神)和阿莫爾(Amor,即愛神丘比特),其中和地球軌道相 交的阿波羅和阿托恩對地球較有威脅性;另外還有一種「地內天體」(inner Earth object, IEO),這類天體的軌道也可能很接近地球軌道,不過目前僅發現六顆。國際天文聯合會(IAU)現在的定義是:只要和地球最近距離小於0.05天文單位 (AU,地球與太陽的平均距離,1AU約為1億5000萬公里)且體積夠大,就列為「潛在危險天體」(potentially hazardous object, PHO)。

這些天體的危險程度,則合併考慮碰撞機率以及撞擊時所釋放的能量,分為0到10級,數字越大表示對地球的威脅越大,稱為「杜林災難指數」(Torino Impact Hazard Scale)。目前只有兩顆近地天體被列為2級,其他均為0級或1級。

雖然長100公尺的近地天體估計數量多達30萬個,但目前看來對地球具有威脅性的卻寥寥無幾,原因就在於宇宙實在太空曠了,中央大學天文所教授陳文屏舉 例:若地球是桌上的一粒鹽,太陽就像是4公尺外的一顆番茄,木星則是20公尺外的木瓜子;會威脅地球的近地天體主要來自10幾公尺外的小行星帶,是遠比鹽 粒更小的顆粒,儘管有一部份公轉軌道與地球公轉軌道相交,但要撞上的機率還是很低。



from 科學人雜誌 ( HTML 圖文版 )
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