音頻科普：什么是有潛在威脅的小行星？
發(fā)布時(shí)間：2020-12-31
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音頻科普：什么是有潛在威脅的小行星？
小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行，地球也繞太陽(yáng)運(yùn)行。如果小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道與地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道相交，那么就有可能在同一時(shí)間，地球和小行星都運(yùn)行到同一交點(diǎn)上，小行星就會(huì)與地球相撞。所以，把那些運(yùn)行軌道與地球軌道相交的小行星被稱為有潛在威脅的小行星（PHAs）。
科學(xué)家普遍認(rèn)為，6500萬(wàn)年前滅絕恐龍的罪魁禍?zhǔn)拙褪且活w小行星，它撞上了地球?？脊沤鐝V泛認(rèn)為尤卡坦隕石坑（西班牙語(yǔ)：Cráter de Chicxulub））就是6500萬(wàn)年前那場(chǎng)撞擊發(fā)生的地點(diǎn)。尤卡坦隕石坑位于墨西哥尤卡坦半島（Yucatan Peninsula），埋藏在地表之下。根據(jù)推測(cè)，隕石坑整體略呈橢圓形，平均直徑約有180千米，是地球上最大型的撞擊坑之一。
1998年3月11日，全世界研究小行星的天文學(xué)家們收到一條令人擔(dān)憂的消息：小行星1997 XF11的最新觀測(cè)數(shù)據(jù)表明它將在2028年距離地球大約1千米，很有可能撞向地球。
消息來(lái)自位于美國(guó)馬薩諸塞州的世界小行星中心（Minor Planet Center），該中心負(fù)責(zé)收集全世界小天體觀測(cè)信息并初步確定軌道。雖然這則消息只發(fā)給了一小部分人，目的是讓大家繼續(xù)追蹤觀測(cè)，以便進(jìn)一步確定軌道，但消息迅速傳播開(kāi)來(lái)。
一些媒體不明白發(fā)布消息的真正原因，錯(cuò)誤地將宣傳重點(diǎn)放在地球可能遭受撞擊上。
不過(guò)這只是虛驚一場(chǎng)。美國(guó)宇航局近地天體研究中心經(jīng)過(guò)對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的計(jì)算，證明1997 XF11在2028年對(duì)地球沒(méi)有威脅，在接下來(lái)的200年，也不會(huì)撞向地球。這要感謝來(lái)自世界各地的眾多觀測(cè)者，提供了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。
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怎樣知道小行星會(huì)撞上地球呢？
要知道小行星是不是會(huì)撞上地球，就要知道它們是怎么運(yùn)動(dòng)的。
天體是怎樣運(yùn)動(dòng)的呢？與地球上的物體的運(yùn)動(dòng)是一樣的嗎？1667年，牛頓發(fā)表了萬(wàn)有引力定律，把天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地面物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)。
牛頓能發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，得益于開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星如何繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，指出行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)遵循三定律。
開(kāi)普勒行星三定律內(nèi)容如下：
開(kāi)普勒行星第一定律：行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道呈橢圓形。在太空中，在引力作用下，天體圍繞著一點(diǎn)所走過(guò)的彎曲路徑，叫做軌道。像地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)行，地球走過(guò)的路徑就叫做地球的軌道。
橢圓有兩個(gè)焦點(diǎn)。太陽(yáng)位于其中一個(gè)交點(diǎn)上。
開(kāi)普勒行星第二定律：連接行星和太陽(yáng)，在相同時(shí)間里，這條連線掃過(guò)的面積相等。這就是說(shuō)，行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度不是相等的，有時(shí)慢，有時(shí)快。行星距離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)行速度慢；距離太陽(yáng)近時(shí)，運(yùn)行速度快。
開(kāi)普勒行星第三定律：行星公轉(zhuǎn)周期P的平方與軌道半長(zhǎng)徑a的立方成正比。這就是說(shuō)，距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，完成繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間越長(zhǎng)；距離太陽(yáng)越近，完成繞太陽(yáng)運(yùn)行一周的時(shí)間越短。
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小行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道與8顆行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道一樣，都是扁平的，在一個(gè)平面內(nèi)，用6個(gè)參數(shù)就可以唯一確定小行星的軌道。
1、描述整個(gè)軌道的大?。很壍腊腴L(zhǎng)徑a；
2、描述軌道的形狀，是圓一些還是扁一些：偏心率e；
3、描述軌道的方向：近日點(diǎn)角距ω；
4、描述軌道面相對(duì)于地球赤道面的傾斜程度：軌道傾角i；
5、描述軌道傾斜的方向：升交點(diǎn)黃經(jīng)Ω；
6、描述小行星在某一時(shí)間在軌道上的具體位置。一般采用通過(guò)近日點(diǎn)的時(shí)間ν。
如果知道了小行星軌道的6個(gè)參數(shù)，就能知道它在任意時(shí)刻的位置。知可以準(zhǔn)確繪制出小行星無(wú)論是現(xiàn)在，還是過(guò)去以及將來(lái)在天空中的位置。
美國(guó)宇航局近地天體研究中心希望能準(zhǔn)確地計(jì)算出太陽(yáng)系中所有小行星、彗星的軌道，從而預(yù)測(cè)它們是否有可能撞向地球。
2012年10月，發(fā)現(xiàn)了小行星2012UE34，計(jì)算出軌道后，發(fā)現(xiàn)與地球軌道面之間的夾角很小，雖然在絕大部分時(shí)間里都遠(yuǎn)離地球，但是，它的軌道與地球相交，是一顆對(duì)地球有威脅的小行星。它的直徑大約100米。自從發(fā)現(xiàn)以來(lái)，它一直朝著遠(yuǎn)離地球的的方向運(yùn)動(dòng)，在最近幾十年內(nèi)，不會(huì)撞向地球，但是，到了21世紀(jì)30年代末，情況又將如何？經(jīng)過(guò)計(jì)算得知：2041年4月8日，2012UE34與地球安然錯(cuò)過(guò)，不會(huì)發(fā)生相撞。
對(duì)于新發(fā)現(xiàn)的小行星，并不能馬上知道它的軌道參數(shù)。發(fā)現(xiàn)一顆小行星后，在接下來(lái)的幾個(gè)月，有些要幾年的時(shí)間里再次獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)，然后才能準(zhǔn)確地計(jì)算出軌道。美國(guó)伊利諾伊州的鮑勃（bob）在2006年開(kāi)始成為觀測(cè)近地小行星志愿者，個(gè)人擁有四架望遠(yuǎn)鏡，2015年，一共觀測(cè)36000次，在1年中沒(méi)有哪個(gè)個(gè)人會(huì)觀測(cè)這么多次小行星。美國(guó)宇航局資助使他成為專職近地天體工作者，跟蹤新發(fā)現(xiàn)的近地天體，為進(jìn)一步確定軌道提供觀測(cè)數(shù)據(jù)，以便更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)是否能撞擊地球。鮑勃說(shuō)：我們做的事不是為了今后幾年，而是為了今后100年，地球未來(lái)的命運(yùn)，很可能就取決于我們現(xiàn)在的努力程度。

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尤卡坦隕石坑



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