11月6日傍晚,一颗火流星划过华北上空。两天后,石家庄鹿泉区的一块麦地里挖出了灰白色的石头。村民起初没认出来,清理后随手扔在了路边。天外来客落到脚边,当地人都没反应过来。
这次有惊无险,但我们由此想到一个问题:天上的东西要是真砸下来,我们能提前多久知道?这颗火流星飞过的范围很广,北京、河北、山西、内蒙古等地都有人看到,有人还拍到它拖着绿色的尾迹。它在低空爆炸后,当地目击者听到了好几声巨响。
碎片散落在石家庄平山县和鹿泉区一带,有农户的屋顶被砸穿。鹿泉区大河镇北故城村的落点在一处麦地里,砸出的坑有七八十公分宽,深度到成年人的膝盖。
石头呈灰白和黑色,用吸铁石能吸住,说明里面含有铁镍金属。中国收藏家协会陨石专业委员会的专家介绍,陨石落地后碎成大量碎块,最大的一块超过14公斤。
另有说法称,一户农户家里找到过约20公斤的石头,目前还没有得到证实。已搜集的碎块总重约70公斤,专家初步判断为普通球粒陨石。具体分类和成分,要等科研机构鉴定。
重量多是民间统计的数字,官方结果出来之前,我们不必太当真。火流星和陨石常被混为一谈。火流星是天体闯进大气层时发光的现象,陨石是没烧完、落到地面的那部分残骸。
看见火流星,不代表一定能捡到陨石,多数石头在空中就烧光了。这次能捡到,是因为石头够结实,又在低空炸开,碎块还有足够的分量落地。
流星体以每秒十几公里的速度冲进大气层,前方的空气被压得极热,温度可达上千度,石头表面不断熔化剥落。天体进入大气层后,前后两侧受到的气压并不相同。当这种压力差超过岩石自身的抗拉强度,天体就会发生解体。碎裂以后,更多表面暴露在高温气流中,烧蚀速度也会进一步增加。
人们听到的连续巨响,来自碎裂和高速飞行时产生的冲击波。普通球粒陨石是最常见的一类,里面有毫米级的小圆粒,是太阳系早期的物质熔化后又冷却形成的。
普通球粒陨石形成于太阳系早期,距今约45.6亿年。它们虽然含有少量天然放射性元素,但整体放射性水平通常不高于普通地球岩石,正常接触不必过度担心。对于刚刚坠落的陨石,科研人员更关注的是它的矿物组成、内部结构以及是否保留了未经地表长期风化的原始特征。
这批陨石归谁,不少人关心。律师提醒,法律没有明确规定坠落的流星碎片归谁,但规定了矿藏、文物归国家所有,具有科研价值的陨石在实践中一般被推定为国有。很小的碎片,个人可以捡拾收藏。
资深陨石猎人则表示,会把部分样本无偿捐给中国科学院做研究。这次落地的石头只有几十公斤,天体在空中就碎了。换成更大的家伙,结果就完全不同。
离我们最近的一次教训,是2013年2月15日发生在俄罗斯车里雅宾斯克的空爆。那颗小行星直径约20米,在地面上空二十多公里处爆开,释放的能量约相当于44万吨TNT,是广岛原子弹的30倍左右。
冲击波震碎了大量窗户,上千人受伤,多数是被碎玻璃划伤的。它从太阳方向飞来,事前没有任何望远镜发现过它。再往前,是1908年6月30日的通古斯事件。
一颗几十米大小的天体在西伯利亚上空发生空爆,约2000平方公里的森林被成片放倒。当地人烟稀少,才没酿成大祸。要是换成一座人口密集的城市,后果难以想象。这些天体的破坏力,主要来自速度。
小天体撞向地球,速度通常在每秒十几公里以上,动能和速度的平方成正比,几十米大的石头也能释放出核爆级的能量。大气层能挡住小石子,个头大到一定程度,就挡不住了。
最极端的例子出现在约6600万年前。一颗十公里量级的天体撞向今天墨西哥的尤卡坦半岛附近,留下直径约180公里的撞击坑。
大量尘埃遮住阳光,光合作用受阻,食物链从底层开始崩塌,非鸟类恐龙在这场大灭绝中消失了。
地球附近到底有多少危险的石头?欧洲航天局的数据库收录了42981颗近地小行星,其中约2500颗被列为潜在危险小行星。这类天体一般直径在140米以上,轨道离地球轨道最近不超过约750万公里。
上了这份名单,不等于它会撞过来。更让人担心的是还没发现的。NASA估计,直径140米以上的近地天体约有2.5万颗,目前找到的还不到一半。1公里以上的大天体,九成多已经登记在册。
缺口集中在百米级,这类天体足以重创一座城市,个头小、亮度低,很难找。风险名单也在不断变动。
欧洲航天局当前的风险名单上有2209颗小行星,许多只是观测时间短、轨道没算准才暂时入列,补充观测后就可能被排除。贝努小行星在2182年9月24日撞击地球的概率,目前列为约2702分之一。
2024年底发现的2024 YR4,一度被算出2032年撞击地球的概率约为3%,经多国望远镜接力观测,这种可能已被排除。
行星防御最缺的是时间。小天体飞得快,发现得越晚,能做的事越少。人类在撞击前就发现小天体的例子屈指可数,最早的一例是2008年的2008 TC3,只提前了约20个小时。
像石家庄这次的小个头,现有设备几乎没法提前预警。中国正在补这块短板。2026年7月,国家航天局宣布将建立近地小行星天地协同监测体系,为撞击防御提供预警监测支撑。
地面上选优良台址,建设多台大口径光学望远镜,布局力求均衡。太空中则计划部署天基监测星座。
为什么非要上太空?地面望远镜靠夜晚工作,太阳方向的天区被强光淹没,成了盲区,车里雅宾斯克那颗小行星正是从这个方向来的。天基设备不受天气和大气干扰,正好与地面设备互补。
软件上也在同步推进。我国已初步突破小行星撞击风险预警模型和算法,正在开发能业务化运行的近地小行星风险预警系统。从发现目标、算出风险到发出预警,这条链条要一环一环接起来。深空探测也攒下了硬本事。
天问二号2025年5月29日从西昌发射,飞行约400天、行程约10亿千米,今年7月与小行星2016HO3交会,到达距它约20千米的位置。任务团队利用靠近过程中的光学导航数据,把这颗小行星的位置误差从上百千米缩小到了千米量级。
10月13日,中国航天科技集团介绍,天问二号正在伴飞探测,为采样返回做准备。摸清小天体的形貌、物质成分和内部结构,是将来想把它们推开必须掌握的数据。这些经验,对今后的防御研究很有参考价值。
发现危险目标之后怎么办?目前最受关注的是动能撞击:航天器高速撞上小行星,让它的速度改变一点点。只要预警时间足够长,这点改变经过多年累积,就能让它和地球擦肩而过。
2022年9月,美国的DART航天器撞击小卫星迪莫弗斯,使它绕主星一圈的时间缩短了约33分钟。欧洲航天局2024年10月发射的赫拉探测器,在今年11月4日抵达,近距离检查那次撞击的效果。
动能撞击这条路,正在从概念走向工程应用。我国也在规划小行星动能撞击演示验证任务。观测器先飞到目标附近测量参数,撞击器再高速撞上去,随后评估轨道偏了多少、原来的计算准不准。
这项任务完成后,我国行星防御中“处置”这一环,就有了实测依据。小行星不分国界,没有哪个国家能独自守住整片天空。
我国已提出,在地面联合监测、联合研制与载荷搭载、数据和成果共享等方面,与各国开展合作。石家庄这几十公斤碎石告诉我们,头顶的风险确实存在。
把望远镜建起来,把探测器送出去,就是为后人多争取一点预警时间。