新知 | “不速之客”突然造访地球，它是谁？

事件：青海火流星

时间：2020年12月23日 7时24分

地点：青海省玉树州扎多县、囊谦县

目击地：扎多、囊谦、那曲、昌都、西藏航空TV6018航班

北京时间2020年12月23日7时24分，一个普通的北半球冬季早晨。突然间，一个“不速之客”打破了天空的平静。

只见一个暗弱的移动光点突然出现在我国青海、西藏地区的天空中。约10秒后，光点变成飞行火球，以接近水平的角度飞向地面。紧接着，火球越来越大，越来越亮。约20秒后，火球开始爆炸。在随后的10秒内，火球相继出现了多次空爆。约30秒后，火球分裂成了十余个肉眼可见的碎块，消失在天际。

这一幕，被我国多地的目击者拍摄下来并上传至网络，甚至火球的爆炸过程被西藏航空TV6018航班乘客在空中完整拍到。此次事件也被称为“青海火流星”事件。

这一从天而降的“不速之客”是什么？为什么会突然造访地球？我们如何找寻到它坠落后的踪迹？《科技周刊》“事件调查局”为此专访了中科院紫金山天文台近地天体探测和太阳系天体研究团组首席研究员赵海斌。

调查员：青海火流星来自哪里？为什么会在2020年12月23日那天撞上地球？

赵海斌：在进入地球大气之前，这颗火流星是太阳系内的众多小行星中的一员。通过轨道分析我们进一步发现，这是一颗阿波罗型近地小行星。它的轨道最远端可以达到位于火星和木星之间的小行星带。

一般而言，阿波罗型近地小行星的轨道比地球的轨道大，这也意味着其一方面到太阳的平均距离比地球更大，另一方面，它离太阳的最近距离又比地球离太阳的最近距离小。因此，这类小行星的轨道可能与地球轨道相交，也就拥有了与地球亲密接触的机会。

很不凑巧，在2020年12月23日那天，这颗小行星和地球同时到达了它们的轨道的相交点，二者发生碰撞。

调查员：在这颗小行星撞击地面前，我们是否发现它的存在？ 

赵海斌：很遗憾，这颗突然造访的小行星此前并没有被科学家观测到过。据估计，在进入地球大气前，它的直径在6至7米的范围内。由于体积过于“小巧”，当它距离地球较远时光亮度比较低，因此成为了地球上各种观测设备的“漏网之鱼”。

在太阳系内，由于地球和小行星都围绕着太阳旋转，所以，我们在地球上观测到某一颗小行星，其实是在一定时间尺度上的机会型事件。只有小行星与地球接近到一定的距离，而此时我们的观测角度正好合适，才能够关注到它。

就这颗小行星的直径来看，当它距离地球较远时就超过了地球上所有望远镜的观测能力。

调查员：当这颗小行星进入大气层时，为什么能在空中持续燃烧长达30秒，且亮度非常高？

赵海斌：大气层有一定的厚度。能够产生火流星现象的稠密大气层，一般而言，也就是从地面一直到120公里的高度。

当“天外来客”以比较低的倾角切入大气层时，在这稠密的大气层里，它的运动轨迹和滞留时间相对会较长。经过初步估算，目前我们认为，这颗小行星切入大气层的角度不超过10°，运动速度约为13.6公里/秒，且这颗小行星又有足够的体积供烧蚀，所以燃烧时间超过30秒。

当这颗小行星以13.6公里/秒的速度进入大气层时，会压缩到前端空气，由此导致空气在受压的情况下急剧升温，这又造成了小行星表面的物质燃烧，故其亮度急剧变强。根据估算，从火流星现象开始到结束，小行星在大气层的运动行径至少超过600公里。

在青海火流星事件发生一天后，美国宇航局（NASA）下属的近地天体研究中心（CNEOS）公布了这次火球事件的探测数据。数据显示，一颗外太空物体以接近五万公里的时速，自北向南以接近水平的角度冲向地面，在北纬31.9°、东经96.2°上方35.5公里处高空发生爆炸，撞击能量相当于约9500吨TNT炸药，等效约0.73颗广岛原子弹的能量。由于空爆高度较高，绝大部分能量在高空释放，对地面没有造成伤害。

调查员：最终，这颗小行星落在了哪里？

赵海斌：目前，对于这颗小行星落点的精确数据依旧还在计算中。 前段时间，我们紫金山天文台研究人员曾为此前往青海玉树地区实地考察，获得了一些重要数据。目前有关这颗小行星具体的落点位置正在进行数据计算，希望不久的将来我们的研究成果可以发表。

调查员：6500万年前，一颗小行星的到访给当时地球的生物造成了“灭顶之灾”。这颗小行星和当年那颗相比，有哪些异同？

赵海斌：普遍观点认为，在6500万年前（白垩纪末期），一颗直径超过10公里的小行星撞击地球，威力相当于在地球上投下了40亿颗广岛原子弹。此后，地球上多地发生森林火灾。而撞击产生的扬尘超过10公里高度的平流层。这些尘埃漂浮在空中短时间无法降落到地表，遮挡住阳光，导致植物无法进行光合作用，由此造成了大量生物的灭绝，包括当时的“地球霸主”恐龙。

而此次造访的这颗小行星直径只有6至7米，从撞击能量上来说，仅有一颗原子弹威力的70%左右，和当年的那颗小行星不可同日而语。且这颗小行星在大气层发生了多次空爆，导致其个体变得更小，因此它对地表形成的威胁有限。

调查员：除了火流星外，很多网友还拍摄到了壮丽的火流星尾迹云。火流星尾迹云在哪些情况下会出现？

赵海斌：火流星尾迹云是流星体高速进入大气层时，与大气摩擦产生的发光发热或者空爆，该过程在空中的遗留物与水汽结合形成了尾迹云，其高度可达数十公里以上。受到低角度的太阳光辐射，照亮了高空中的尾迹云，呈现出金黄的色彩，而未被照亮的部分呈现灰白色，这就是尾迹云呈现出黄白色差异的原因。

在日常生活中，我们也经常会看到飞机飞过后留下的尾迹云。此类尾迹云的产生是由于飞机排出的废气与周围空气混合后，由于水汽的加持，就产生了这样特殊的现象。在良好的晴天，且太阳的高度相对较低的清晨和傍晚，人们观测到火流星尾迹云的几率会比较大。

调查员：近年来，还有哪些小行星坠落事件引起了人们的关注？

赵海斌：2013年2月15日，一颗直径17米的小行星以18公里/秒的速度进入大气层，并在距离地面23公里高度发生空爆，最终瓦解后的陨石坠落在俄罗斯车里雅宾斯克小镇附近的冰湖里，导致1000余人受伤，3000多座房屋受损。而这1000余人受伤的原因是，当大家发现这一奇特景象后，纷纷前往窗边观望。而这颗火流星空爆时产生强烈的冲击波足以把玻璃震碎，因此，很多人被玻璃割伤。

2008年10月7日，一颗于此前一天发现的近地小行星2008 TC3撞击事件在苏丹上空留下的尾迹云。这颗直径4.1米的小行星以13km/s的速度撞入大气层，在39公里高度发生空爆。这是人类首次监测并精准预报撞击落点的近地小行星撞击事件。

近年来，我国几乎每年都会出现有关小行星坠落的报道。在2017年10月的云南的香格里拉、2018年6月的云南西双版纳和2019年的吉林松原，都曾出现火流星事件。

调查员：未来，小行星再次和地球亲密接触时能被预测么？

赵海斌：现阶段我们能否预测小行星撞地球，取决于我们的观测手段。首先得发现这颗可能威胁到地球的小行星，才可能预测其是否可能撞击地球。

而观测手段取决于我们观测的设备，包括设备能力、设备布局等因素。就目前来看，我们还没有具备完备的观测手段。

在天文学上，直径大于等于140米且与地球的最小轨道交会距离小于0.05天文单位（约750万公里）的近地小行星，即被称为“潜在威胁小行星”。经过天文学家几十年来的观测，我们已经发现了2200多颗这样的小行星。但事实上，这只占估计总数的30%。

对于这些已经被发现的小行星，我们可以通过对它们的持续观测后获得足够的数据，并确定其运行轨道，甚至可以推算出它们可能在什么时候撞击地球、撞击点在哪里等。之后，基于对其材质结构等物理性质的研究，我们可以评估可能发生的碰撞事件对地球环境和人类生存安全的危害程度。

目前，全球有大量的天文望远镜正在默默承担着地球安全守望者的职责。除此之外，红外观测、雷达测量和空间探测等也是监测小行星的手段。

在紫金山天文台，也有一台近地天体探测望远镜坐落于江苏省盱眙县境内，这是目前我国唯一一台正在开展近地天体观测的专用设备，也是唯一一台提供近地天体监测数据国际共享的设备。对这台望远镜和来说，发现地外“不速之客”监测它们并进行预警，是一项长期的重要工作。

2020年，这台近地天体探测望远镜曾连续发现五颗新的近地小行星！其中有两颗在一个地月平均距离（38.4万公里）之内与地球 “擦肩而过”。2018年2月，我国已作为正式成员加入国际小行星预警网，近地天体望远镜也正在代表我国在国际小行星预警网中发挥着重要的作用。

调查员：一旦发现对地球有潜在威胁的小行星可能撞击地球时，我们可以采取哪些相应措施？

赵海斌：如何防御小行星是近几年在国际上大家重点关注的问题之一。目前的一些防御手段依旧处于实验室研究阶段，甚至只是概念性方案。

2005年，美国曾执行了一项“深度撞击”计划，即用一个空间探测器发射一颗巨型“子弹”撞击一颗彗星。希望通过撞击改变其运行轨道。在今后的几年之内，美国和欧洲将共同执行一个名为“飞镖”空间计划，拟通过撞击一颗近地小行星双星中的次星，来探测撞击对其运行轨道将产生怎样的影响。

现阶段，我国对于近地天体监测预警能力急需提高，而建设口径更大的巡天望远镜更是当务之急。

茫茫宇宙，地球只是沧海一粟。地球之外，有着众多的“不速之客”，近地天体观测之路，任重道远。

【关于青海火流星的后续，“事件调查局”将持续关注】

新华日报·交汇点记者 叶真

编辑: 谢诗涵