天文學家試圖了解如何面對新發現的潛在威脅小行星

地球附近有成千上萬彗星和小行星，統稱為近地天體（Near-Earth Objects，NEOs），有多個研究機構追蹤這些小天體，尤其是潛在威脅小行星（Potentially Hazardous Asteroids，PHA）。這類潛在威脅小行星繞行太陽運動過程，若穿越地球軌道，可能與地球相撞，如 6,500 萬年前希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub crater）撞擊，導致大規模生物滅絕事件，天文學家期望避免這類災害重演。

監控潛在威脅小行星是巨大任務，需全球相關研究機構努力，共同追蹤、預警並準備防災等事宜。去年18國100多名科學家（含NASA、ESA、KASI、RAS和NEOWISE任務等科學家）參與國際演習，為模擬阿波菲斯小行星99942（99942 Apophis，又稱毀神星）飛掠地球的演習，圓滿成功。科學家從中吸取經驗，有助未來現實環境的危機，也可防止嚴重破壞。研究由亞利桑那大學月球及行星實驗室（Lunar and Planetary Laboratory，LPL）Vishnu Reddy教授主導，成果發表於5月份的《行星科學期刊》名為《Apophis Planetary Defense Campaign》。

▲ 小行星99942 Apophis。（Source：NASA / Caltech / JPL）

行星防禦演習從2017年開始興起，目的是測試全球行星防禦能力及準備情形，名為「阿波菲斯運動」（Apophis Campaign），測試2020年12月至2021年3月飛掠地球的近地天體阿波菲斯小行星。

阿波菲斯小行星是行星防禦定期監測的潛在威脅小行星之一，2004年發現，預測2029年或更晚有很大機會撞擊地球。但經過長期追蹤及幾次近距離飛掠，天文學家修正阿波菲斯小行星的軌道，並提出一世紀或更長時間撞擊地球的風險已降低。

為了讓演習更真實，小行星中心（Minor Planet Center，MPC）刻意將阿波菲斯小行星從行星防禦系統資料庫刪除，以驗證行星防禦系統能否重新檢驗追蹤，並確認阿波菲斯小行星的蹤跡。同時檢驗系統觀察、風險評估、風險預測及危害協調小行星的能力。

2021年12月4日阿波菲斯小行星開始變亮，此時亞利桑那州卡特林那巡天系統觀測到阿波菲斯小行星，並向小行星中心報告位置。後續由小行星地球撞擊持續警示系統（ATLAS）和夏威夷Pan-STARRS系統監視，並由NEOWISE任務觀測結果。小行星中心12月23日宣布「重新」發現阿波菲斯小行星，並將資料再次匯入潛在威脅小行星資料庫。阿波菲斯小行星近距離飛掠期間（2021年3月），JPL天文學家透過戈德斯通雷達（Goldstone Solar System Radar，GSSR）觀測，並準確測量小行星速度及與地球的距離。

▲ 小行星99942 Apophis的雷達觀測。（Source：NASA / JPL-Caltech, NSF / AUI / GBO）

結合其他天文台，本次演習不僅重新發現阿波菲斯小行星，並再次評估撞擊地球的機會，且排除2029年撞擊地球的可能性，更評估未來100年或更久以後撞擊的可能性。

NEOWISE任務觀測結果顯示，阿波菲斯小行星是偏細長的天體，有效球面直徑約270~410公尺。重獲小行星大小數據後，研究團隊也重新評估阿波菲斯小行星撞擊能量。一系列電腦數值模擬，研究團隊發現類似阿波菲斯小行星的物體，撞擊影響「可能會侷限在某區域內，而非全球性破壞」。

美國太空總署已核准新一代小行星狩獵太空望遠鏡和NEOWISE任務接續者開發，2026年發射，對潛在威脅小行星提供進一步數據。2022年9月26日美國太空總署雙小行星改道測試（Double Asteroid Redirection Test，DART）任務，將與Didymos小行星雙星系統會合，並以秒速6公里撞擊Didymos B，主要測試一項關鍵小行星防禦技術：動能撞擊法。

如前所述，潛在威脅天體（Potentially Hazardous Object，PHO）是人類想要阻止、目前投入大量資源開發避免撞擊事件發生的方法。定期追蹤潛在威脅天體最常使用，確保人類在出現任何威脅時做好準備。