小行星撞地球的话咋办？新的X射线实验：用核武器摧毁小行星或可拯救地球

▲示意图

一项新实验表明，核武器爆炸产生的强大X射线爆发可以在关键时刻阻止世界末日。

这项新实验利用世界上最强大的实验室辐射源进行，证明了在小行星附近进行核打击会产生足够的力量使其偏离，从而避免“小行星撞击地球”。

这其中，爆炸本身并不承担主要的推动力量。美国桑迪亚国家实验室“Z机”辐射源操作团队介绍，关键在于爆炸产生的强大X射线。研究人员将一个类似小行星的目标悬浮后，使用X射线轰击其表面。目标表面的物质瞬间蒸发，形成气态射流，几乎将目标“变成了一枚临时火箭”，使其向后飞行。研究人员于当地时间9月23日将这一发现发表在《自然·物理学》期刊上。

“我立刻知道，这取得了巨大的成功。”主要作者、桑迪亚国家实验室的物理学家内森·摩尔表示。这种效果正是行星防御研究人员所期望的：用足够的力量改变小行星的方向，同时又不将其分裂成几个同样具有毁灭性的碎块。

关键时刻

核武器或成拯救地球的最后希望

“对大多数人来说，小行星带来的危险似乎很遥远。”主要作者摩尔在一份声明中表示，“但我们的星球每天都被BB弹（玩具枪常用的圆球状塑料枪弹）大小的小行星撞击，我们称之为流星。我们不想等到大型小行星出现时，才手忙脚乱地寻找合适的偏转方法。”

▲小行星在太空深处飞行 图据图虫创意

美国国家航空航天局（NASA）的一项持续进行的调查估计，大约有25000个足够大、能造成重大破坏的天体潜伏在地球附近。而且，由于许多天体被太阳的强光遮挡，只有三分之一的潜在危险小行星得到了识别。

科学家们对此表示担忧，并已经研究过航天器撞击小行星所产生的影响。如果小行星足够小，并且至少提前十年被探测到，人类可以使用一种名为“动能撞击器”的航天器改变其轨道。例如，2022年9月，NASA故意将一辆面包车大小的无人驾驶、半自主航天器以每小时1.4万英里（约2.25万公里）的速度撞向一颗名为“迪莫弗斯”的无害小行星，显著改变了它的轨道。

然而，如果发现得太晚怎么办？由于距离过近，尝试偏转可能会使小行星碎块飞向地球。而对于非常大的小行星，即使提前“通知”，“动能撞击器”也无能为力。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的行星防御研究员梅根·布鲁克·西亚尔表示：“一个动能撞击器，甚至是一队动能撞击器，可能都不足以防止它撞击地球。”

不过，核武器或许能够提供拯救地球所需的巨大能量和动力。法国蔚蓝海岸天文台的行星科学家哈里森·阿格鲁萨指出，从行星偏转的物理学角度来看，这是在两种糟糕情况下唯一可行的选择。

实验室模拟小行星偏转

核爆X射线是关键

在预警时间极为紧迫的情况下，太空机构可能会选择直接摧毁小行星，将其炸成碎片，或使其在大气层中燃烧殆尽。此前的计算机模拟表明，如果在撞击前至少两个月用一枚百万吨级核弹轰炸一颗330英尺（约100米）长的小行星（足以摧毁一座城市），它几乎可以完全被蒸发。

然而，这种方法更像是一种孤注一掷的举措，因为操作稍有差池，可能会带来“小行星+核弹”雨。正如瑞士伯尔尼大学的行星科学家萨比娜·拉杜坎所言：“想象一下，你稍微高估了偏转所需的能量，结果成千上万的放射性行星砸到了地球上。”

因此，摩尔的团队希望找到更精确的解决方案。他们通过模拟小行星与模拟核爆炸进行对抗实验，试图找到答案。

研究人员借助桑迪亚国家实验室的“Z机”设备，向两个如咖啡豆大小的模拟小行星发射X射线。“Z机”通过强烈的电磁场产生高温、高压和强大的X射线爆发。摩尔描述称：“在大约1000亿分之一秒的时间里，大约有80万亿瓦的电流流过机器，电涌将氩气压缩成温度高达数百万度的非常热的等离子体，导致其内爆并发出X射线‘气泡’。”

这两颗咖啡豆大小的模拟小行星由石英和硅石制成，悬浮在真空中。在实验的另一端，一小团氩气受到强电流的冲击，向目标发射出一股X射线，模拟太空中的核爆炸。当X射线“气泡”撞击时，团队观察到目标表面汽化，产生超音速射流，并以每小时约160英里（约258公里）的速度将目标“往回推”。

整个实验仅持续了20毫秒，结果显示，在蒸发之前，石英和硅石样本的加速度分别达到了每秒69.5米和70.3米。

研究团队推算，将这一结果放大到太空环境中，即使是一颗2.5英里（约4公里）长的小行星朝地球方向前进，仅仅在撞击前几年被发现，人类也有可能通过核爆使其偏离其轨道，拯救地球。

研究团队：实验结果“令人安心”

未来或在太空测试

不过，“Z机”实验的设置存在一定局限性。模拟小行星目标的物质构成过于简单，与真实小行星的复杂结构相去甚远。真实的小行星由多种矿物材料组成，不仅仅是石英和硅石，其复杂的地质构成和差异巨大的内部结构可能会对实验效果产生影响。

因此，人类仍然需要考虑小行星在特殊情况下被击碎的风险，需要进一步抛出并解答下一个关键问题：核装置是否能够以足够的精度偏转小行星？

尽管如此，这项研究为行星防御带来了令人振奋的进展。阿格鲁萨表示：“无论是在实验室还是在计算机模拟中，都已经有力地证明了核装置可以偏转小行星。”

“大型小行星不会经常撞击地球，这让人放心，”摩尔说，“但更令人安心和感到可靠的是，现在我们有了应对这种自然灾害的方法。”

摩尔希望未来能够对X射线偏转技术进行更多实验，以进一步提升其有效性。他还表示，或许有朝一日，他们会在太空中进行类似的测试，以验证该技术对真实小行星的影响。他说：“除了改变‘我们想要这样做’的意愿，没有什么能阻止我们。”

红星新闻记者 邓纾怡

编辑 杨珒 责编 冯玲玲