當「幽靈」小行星在敲門，科學家怎麼看？
據外媒報道，2015年10月31日，堪比足球場大小的小行星2015 TB145從地球旁邊掠過，並與月球擦肩而過。雖然這顆小行星不會與我們的地球相撞，不過，在萬聖節這天經過我們家門口的這個「搗蛋鬼」也許會帶給人們一次難得的觀測機會。
1. 龐大的小行星家族，給我們帶來什麼？
從地球的空間環境來看，主要有兩個小行星空間分布區域，一是位於火星與木星之間的主帶小行星，約有超過100萬顆尺度為近百米到800公里大小的小行星，做近似圓軌道並與太陽系八大行星同向的繞日公轉運動，距離太陽為2.2~3.6個天文單位（一個天文單位為地球與太陽的平均距離，等於1.496億公里）；另一個是近地小行星，目前已登記在冊的近地小行星約有13000顆。小行星大多具有岩石結構，部分含有豐富的礦藏結構。隨著人類科學技術的進步，特別是空間技術和機器人技術的發展，開採小行星的礦藏並帶回地球有望成為現實。事實上，根據美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室（JPL）過去幾年來用雷達天文觀測技術對部分近地小行星的探測，已成功測得了這些小行星物理學的和運動學的參數，並計劃於2019年~2020年發送機器人空間飛船到2008EV5小行星，採集近30噸岩塊並帶回地月系空間作為科學研究與分析的樣本。
2. 「幽靈」小行星的真實身份是什麼？
「幽靈」小行星，正式名字2015 TB145，於2015年10月10日被美國宇航局近地小天體監測項目組發現，是一顆290~650米大小的天體，天文學家會對它開展近距離的觀測研究，弄清其真實的結構與大小、以及是否有自轉等參數。
3. 小行星如此近距離飛掠地球，這種現象常見嗎？
2013年，美國宇航局公布了截至2013年初已知有潛在危險的1400顆近地小行星的繞日軌道運動分布圖，其中相當一部分小行星的近日點可到達水星和金星的繞日軌道之內，它們大多是從上述主帶小行星的繞日軌道運動中由於受大行星（例如木星、地球）的引力攝動而改變了其原來的運動軌道，闖入到近地球的空間附近，也有部分是天體間相互碰撞後形成的碎塊。由此可見，在近地小行星的軌道運動中，近距離飛掠地球的情況絕不是個例。
4. 肉眼可以觀測到小行星「親密接觸」地球嗎？
在夜晚大氣透明度較理想的條件下，人眼能看到最暗星的星等為Mv=6.0等，稱為目視極限星等，Mv大於6等的星，通常人眼就不易看到，除非在大氣透明度很理想的條件下，視力1.5的人眼能看到Mv=6.5星等的天體。自望遠鏡發明以後，人們可看到許多肉眼所見不到的暗天體，天體亮度間的差別也被區分得更加細緻，並將天體亮度的等級劃分擴大到小數和負數的範圍，例如天空中最亮的天狼星是 -1.6等星，滿月時月亮的亮度為-12.6等星，晴天的太陽為-26.8等星，地面上的大光學望遠鏡可觀測到20-25等的暗星。星等差1等，星的亮度差2.512倍。因此，上述太陽和天狼星比較，兩者之間相差25.2個星等，但它們之間的亮度相差可達約120億倍。由於本次「幽靈」小行星到達近地球時的視星等約為Mv=10等，因此，地球上的觀測者將需藉助望遠鏡才能觀測到。
5. 為什麼這顆小行星會掠過地球？
如上所說，近地小行星的來源主要是從主帶小行星的長期繞日軌道運動中由於（可能多次性地）受到大行星的引力攝動而改變了其原來的運行軌道，以及天體間的碰撞形成的碎塊，它們闖入到近地球的繞日運行軌道中。一般情況下，由於不同的近地小行星，它們的軌道參數（包括軌道周期、軌道半長徑、軌道偏心率、軌道傾角及軌道升交點位置等）不同，每顆小行星都存在與地球「親密接觸」的可能性，特別是上述提到的已知有潛在危險的1400顆近地小行星，只是在未來的不同時期，不同的小行星如果有機會掠過地球時，它們與地球的實際距離會有不同，一般情況，大致在數十萬公里至數百萬公里範圍。
然而，由於上述小行星的軌道參數與地球的軌道參數的差異，即便它們運行到近日點附近，也不一定會有機會與地球發生「親密接觸」，這取決於小行星與地球在空間相互最近距離時刻兩天體在空間的實際位置。因此，本次「幽靈」小行星有機會近距離飛掠地球，是由「幽靈」小行星和地球的繞日運行軌道決定的，下次什麼時候會再次「親密接觸」，還有待於未來對「幽靈」小行星的跟蹤觀測與精密定軌，並結合地球的軌道運動參數，給出科學和可靠的預測。
6. 這次事件，有哪些科研價值？
這意味著，在目前的近地小行星的名單中將會增加了一顆2015 TB145。天文學家們在搜尋近地小行星的同時，還用多種空間技術對已在冊的小行星的物理結構進行探測與分析，特別希望找到有礦藏資源或有稀有金屬的小行星，並對其作出經濟上的估計以及未來是否值得被開採為地球人類所利用的預測。事實上目前人類已初步確認有部分小行星含有貴金屬結構，但是否真正值得開採還難以定論。然而，對近地小行星，特別是對有可能與地球「親密接觸」的小行星的監測與研究，真正的科學考慮在於如下四方面：
(1) 研究太陽系早期的化學成分組成；
(2) 尋找未來空間飛船最可能到達並進行登陸的空間目標；
(3) 研究微重力條件下的空間天體物質組成；
(4) 小行星撞擊地球災害研究。
其中，上述第4點或許是最原始最重要的研究目的，雖然我們的地球和月球已度過了地質時期曾被太陽系小天體大規模撞擊的高峰期，未來被撞擊的風險卻是在所難免，人類必須予以高度重視。
（作者：楊志根 中科院上海天文台研究員，原創文章，轉載請標明出自科普中國微信公眾號）
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