小行星撞地球的話咋辦？新的X射線實驗：用核武器摧毀小行星或可拯救地球
▲示意圖
一項新實驗表明，核武器爆炸產生的強大X射線爆發可以在關鍵時刻阻止世界末日。
這項新實驗利用世界上最強大的實驗室輻射源進行，證明了在小行星附近進行核打擊會產生足夠的力量使其偏離，從而避免“小行星撞擊地球”。
這其中，爆炸本身並不承擔主要的推動力量。美國桑迪亞國家實驗室“Z機”輻射源操作團隊介紹，關鍵在於爆炸產生的強大X射線。研究人員將一個類似小行星的目標懸浮後，使用X射線轟擊其表面。目標表面的物質瞬間蒸發，形成氣態射流，幾乎將目標“變成了一枚臨時火箭”，使其向後飛行。研究人員於當地時間9月23日將這一發現發表在《自然·物理學》期刊上。
“我立刻知道，這取得了巨大的成功。”主要作者、桑迪亞國家實驗室的物理學家內森·摩爾表示。這種效果正是行星防禦研究人員所期望的：用足夠的力量改變小行星的方向，同時又不將其分裂成幾個同樣具有毀滅性的碎塊。
關鍵時刻
核武器或成拯救地球的最後希望
“對大多數人來說，小行星帶來的危險似乎很遙遠。”主要作者摩爾在一份聲明中表示，“但我們的星球每天都被BB彈（玩具槍常用的圓球狀塑料槍彈）大小的小行星撞擊，我們稱之爲流星。我們不想等到大型小行星出現時，才手忙腳亂地尋找合適的偏轉方法。”
▲小行星在太空深處飛行 圖據圖蟲創意
美國國家航空航天局（NASA）的一項持續進行的調查估計，大約有25000個足夠大、能造成重大破壞的天體潛伏在地球附近。而且，由於許多天體被太陽的強光遮擋，只有三分之一的潛在危險小行星得到了識別。
科學家們對此表示擔憂，並已經研究過航天器撞擊小行星所產生的影響。如果小行星足夠小，並且至少提前十年被探測到，人類可以使用一種名爲“動能撞擊器”的航天器改變其軌道。例如，2022年9月，NASA故意將一輛麪包車大小的無人駕駛、半自主航天器以每小時1.4萬英里（約2.25萬公里）的速度撞向一顆名爲“迪莫弗斯”的無害小行星，顯著改變了它的軌道。
然而，如果發現得太晚怎麼辦？由於距離過近，嘗試偏轉可能會使小行星碎塊飛向地球。而對於非常大的小行星，即使提前“通知”，“動能撞擊器”也無能爲力。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的行星防禦研究員梅根·布魯克·西亞爾表示：“一個動能撞擊器，甚至是一隊動能撞擊器，可能都不足以防止它撞擊地球。”
不過，核武器或許能夠提供拯救地球所需的巨大能量和動力。法國蔚藍海岸天文臺的行星科學家哈里森·阿格魯薩指出，從行星偏轉的物理學角度來看，這是在兩種糟糕情況下唯一可行的選擇。
實驗室模擬小行星偏轉
核爆X射線是關鍵
在預警時間極爲緊迫的情況下，太空機構可能會選擇直接摧毀小行星，將其炸成碎片，或使其在大氣層中燃燒殆盡。此前的計算機模擬表明，如果在撞擊前至少兩個月用一枚百萬噸級核彈轟炸一顆330英尺（約100米）長的小行星（足以摧毀一座城市），它幾乎可以完全被蒸發。
然而，這種方法更像是一種孤注一擲的舉措，因爲操作稍有差池，可能會帶來“小行星+核彈”雨。正如瑞士伯爾尼大學的行星科學家薩比娜·拉杜坎所言：“想象一下，你稍微高估了偏轉所需的能量，結果成千上萬的放射性行星砸到了地球上。”
因此，摩爾的團隊希望找到更精確的解決方案。他們通過模擬小行星與模擬核爆炸進行對抗實驗，試圖找到答案。
研究人員藉助桑迪亞國家實驗室的“Z機”設備，向兩個如咖啡豆大小的模擬小行星發射X射線。“Z機”通過強烈的電磁場產生高溫、高壓和強大的X射線爆發。摩爾描述稱：“在大約1000億分之一秒的時間裡，大約有80萬億瓦的電流流過機器，電涌將氬氣壓縮成溫度高達數百萬度的非常熱的等離子體，導致其內爆併發出X射線‘氣泡’。”
這兩顆咖啡豆大小的模擬小行星由石英和硅石製成，懸浮在真空中。在實驗的另一端，一小團氬氣受到強電流的衝擊，向目標發射出一股X射線，模擬太空中的核爆炸。當X射線“氣泡”撞擊時，團隊觀察到目標表面汽化，產生超音速射流，並以每小時約160英里（約258公里）的速度將目標“往回推”。
整個實驗僅持續了20毫秒，結果顯示，在蒸發之前，石英和硅石樣本的加速度分別達到了每秒69.5米和70.3米。
研究團隊推算，將這一結果放大到太空環境中，即使是一顆2.5英里（約4公里）長的小行星朝地球方向前進，僅僅在撞擊前幾年被發現，人類也有可能通過核爆使其偏離其軌道，拯救地球。
研究團隊：實驗結果“令人安心”
未來或在太空測試
不過，“Z機”實驗的設置存在一定侷限性。模擬小行星目標的物質構成過於簡單，與真實小行星的複雜結構相去甚遠。真實的小行星由多種礦物材料組成，不僅僅是石英和硅石，其複雜的地質構成和差異巨大的內部結構可能會對實驗效果產生影響。
因此，人類仍然需要考慮小行星在特殊情況下被擊碎的風險，需要進一步拋出並解答下一個關鍵問題：核裝置是否能夠以足夠的精度偏轉小行星？
儘管如此，這項研究爲行星防禦帶來了令人振奮的進展。阿格魯薩表示：“無論是在實驗室還是在計算機模擬中，都已經有力地證明了核裝置可以偏轉小行星。”
“大型小行星不會經常撞擊地球，這讓人放心，”摩爾說，“但更令人安心和感到可靠的是，現在我們有了應對這種自然災害的方法。”
摩爾希望未來能夠對X射線偏轉技術進行更多實驗，以進一步提升其有效性。他還表示，或許有朝一日，他們會在太空中進行類似的測試，以驗證該技術對真實小行星的影響。他說：“除了改變‘我們想要這樣做’的意願，沒有什麼能阻止我們。”
紅星新聞記者 鄧紓怡
編輯 楊珒 責編 馮玲玲