大型小行星将安全掠过地球
艺术家描绘的小行星掠过地球的概念图。
一颗大型小行星——其宽度约为2013年穿过地球大气层并导致俄罗斯6座城市窗户破碎的车里雅宾斯克流星的60倍——将安全掠过地球。
它距离地球非常近，望远镜使用者能够在几分钟内看到它像一颗恒星般在天空中移动。
图片来自Batman111Pixabay。
大型小行星将安全掠过地球
一颗大型小行星将于2026年6月27日安全掠过地球。
这颗小行星估计宽0.6英里（1公里）。
它的宽度大约是车里雅宾斯克流星的50到60倍，那颗流星曾穿过俄罗斯上空的地球大气层，产生巨大的音爆和冲击波，导致六个俄罗斯城市的窗户破碎。
该事件导致约1500人寻求医疗救治，大部分是因为飞溅的玻璃。
车里雅宾斯克流星来自太阳方向。
它事先未被发现，让所有人都感到意外
一颗名为1997NC1的已知小行星，由夏威夷哈雷阿卡拉山上的近地小行星跟踪系统发现。
它某次接近地球时的距离远大于车里雅宾斯克流星，约为150万英里（240万公里），这距离略低于月球距离的7倍。
因此，这颗小行星完全没有危险。
上一次有这么大的小行星如此近距离接近地球是在不久前。
那次著名的飞掠事件主角是小行星1994PC1，其大小与1997NC1相当，但距离更近一些，为123万英里（约合198万公里，或月球距离的5倍左右）。
如果小行星1997NC1像车里雅宾斯克陨石那样接近地球，会发生什么？那次事件曾在地球大气层18英里（29公里）高处引发爆炸。
但像1997NC1这样宽度为0.6英里（1公里）的小行星会完全完好地直接穿过我们的大气层。
它会以约20000英里小时（32000公里小时）的速度撞击地面，瞬间将自身和撞击点汽化。
它会留下一个宽度约6到9英里（10到15公里）、深度超过1英里（1.6公里）的陨石坑。
如果它落在城市附近，撞击会夷平混凝土建筑。
并且会将撞击区周围数百英里的地貌夷为平地。
爆炸会将粉碎的岩石、灰尘和烟尘送入地球平流层，遮挡阳光数月甚至数年。
全球气温会骤降。
农作物会歉收。
文明可能不会终结。
但会引发一场可能持续数年的全球粮食危机。
这就是为什么天文学家现在会常规追踪小行星。
如何观测大型小行星1997NC1
天文学家们将用大大小小的望远镜观测1997NC1小行星飞掠。
你需要一台直径6英寸（15厘米）或更大的望远镜才能看到它。
如果你有这样的望远镜，请查看下方的星图，了解何时何地对准望远镜，见证这一独特的天文事件。
这颗小行星移动速度可达每小时19886英里（32000公里）。
但太空广阔无垠，因此我们不会看到它移动得很快。
这颗1997NC1小行星不会像流星那样划过天空，对于拥有6英寸或更大口径望远镜的人而言，它看起来就像一颗暗淡的恒星（亮度约为10等）。
它无法用肉眼直接观测到。
它会相对于背景星座逐渐漂移，因此拥有望远镜的人只需在5到7分钟后再观察一次，就能轻易注意到它位置的变化
使用望远镜观测这颗小行星的最佳日期为6月下旬。
1997NC1被归类为阿登型（地球穿越型）小行星。
由于其体积较大且相对接近地球的飞掠，这颗小行星被归类为潜在危险小行星。
关于寻星图，请查看本文底部。
从地球上看，小行星看起来就像恒星一样。
但是，随着时间的推移，你可以看到它们在恒星背景前移动。
请参阅《寻找小行星的问题》Gettysburg.edu。
专业天文学家也会看一看
无论大小的光学望远镜中，任何小行星看起来都像一个微小的、稳定移动的光点。
它看起来像一颗移动的星星。
这就是小行星这个名字的由来——它的意思是像星星的。
但是从小行星反射回来的雷达信号能揭示更多信息。
通过分析返回的信号，科学家可以生成小行星的三维模型，从而揭示其真实形状、大小、陨石坑以及它是一块实心巨石还是一堆松散的碎石堆。
美国国家航空航天局喷气推进实验室的小行星专家、天文学家兰斯AM本纳表示：
此前尚未用雷达观测过该天体。
我们将使用34米的DSS26天线作为发射器（7190MHz），并使用34米的DSS13天线作为接收器近期观测这颗小行星。
这些天线位于加利福尼亚州莫哈韦沙漠的金石深空通信中心。
不过，科学家要获取清晰的雷达图像并非易事。
波多黎各那座颇具传奇色彩的1000英尺（305米）口径阿雷西博望远镜曾拍摄过其他小行星的雷达图像，但它已经坍塌了。
阿雷西博天文台的主碟形天线已损坏，其他碟形天线正在进行现代化改造，因此天文学家目前可用于深空雷达成像的工具有所减少。
例如，位于戈德斯通的230英尺（70米）DSS14碟形天线目前因现代化改造和新设备安装而处于离线状态，预计将持续至未来几年。
与此同时，天文学家在研究掠地的中型和大型小行星时，所使用的工具分辨率有限或较低。
不过天文学家将尝试利用加利福尼亚和澳大利亚现有的其他（较小的）天线进行其他雷达观测。
本纳补充道：
我们计划利用这些数据来帮助解决关于小行星1997NC1的直径、光谱类型和光学反照率的一些差异。
这也将有助于校准斯皮策空间望远镜和NEOWISE探测器对该小行星的观测数据。
小行星1997NC1的星图
小行星1997NC1在飞掠地球时，拥有小型望远镜的观测者可以看到它。
这是该小行星在近期某晚10点左右（中部夏令时，对应协调世界时次日3点）的位置。
图片由StellariumEddieIrizarry提供。
这里是小行星在某个晚上10点左右（CDT时间）的特写视图（对应UTC时间次日凌晨3点）。
图片由StellariumEddieIrizarry提供。
在射手座的茶壶星群上方寻找小行星，时间可选择晚上10点左右（协调世界时次日凌晨3点）。
这张特写图显示了小行星1997NC1在近期某天晚上10点左右（CDT时区，对应UTC时间次日凌晨3点）的位置。
图片由StellariumEddieIrizarry提供。
大型小行星会在某晚约中部夏令时10点（协调世界时次日3点）位于月球和天蝎座最亮的恒星心宿二之间。
图片由StellariumEddieIrizarry提供。
这张特写视图显示了小行星将在某个指定时间（如CDT时间10点，对应UTC时间次日3点）所处的位置。
图片由StellariumEddieIrizarry提供。
核心要点：未来某时，一颗大型小行星将安全地近距离掠过地球。
拥有小型望远镜的观测者可以看到这颗小行星掠过。
此处有定位图表。
BY: Eddie Irizarry
FY: AI
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引力弹弓不用遵守能量守恒定律？为什么绕着行星转一下可以加速？
核废料是人类长期面临的一大难题，它数量庞大，其危险性会持续数万年之久，而人们至今仍未真正找到妥善处置的办法。既然如此，为什么不干脆用火箭把核废料送上太空，直接扔进太阳里烧掉呢？ 这个设想看似简单直接，但仔细分析就会发现问题重重。
首先，把核废料装上火箭本身就极其危险。
火箭在发射过程中偶尔会发生爆炸事故，一旦装载核废料的火箭在升空时爆炸，就会瞬间变成一枚威力巨大的"脏弹"，把放射性物质散布到广阔区域，后果不堪设想。
不过，除了发射风险之外，还有一个更为根本的原因——想要真正把物体送进太阳，其实非常非常困难。
乍看上去，飞向太阳应当是件容易的事，毕竟太阳的引力一直在把万物往它那里拉。
然而事实并非如此。
地球以及地球上的一切物体，都在以极高的速度绕着太阳做侧向运动。
当我们朝太阳"下落"的同时，也在以惊人的横向速度从它旁边掠过，结果就是一次次与太阳擦肩而过。
要想真正撞进太阳，就必须把这种侧向速度降下来，让飞行器不再横着飞。
而且这种减速必须彻底——只要还残留哪怕一点点侧向速度，飞行器就会与太阳失之交臂，绕着它兜一圈甩出去，而不是一头栽进去。
那么，需要把速度降低多少呢？ 地球连同地球上的一切，都在以大约每秒30公里的速度围绕太阳运行。
这意味着，要让飞行器停止绕日运动、直接坠入太阳，就必须让它相对于地球以每秒30公里的速度向后加速，才能抵消这份公转速度，实现"太阳跳水"。
而且必须减到几乎为零，一点都不能剩。
每秒30公里究竟有多快？做个对比就一目了然。
从地球轨道出发，只需要比地球再快约每秒11公里，就足以彻底摆脱太阳的引力束缚，飞出整个太阳系。
换言之，把飞行器送出太阳系，比让它撞进太阳还要容易得多。
这一点值得再重复一遍：从能量消耗的角度看，前往其他恒星所需要的加速度，竟然比抵达身边这颗太阳还要小。
听起来匪夷所思，但事实确实如此。
而事情还可以变得更加违反直觉。
由于天体引力的强弱与距离密切相关，物体离太阳越近，所在轨道就越小，绕太阳的公转速度也就越快。
以太阳系的行星为例，水星绕太阳一圈的速度大约是地球的一点五倍，而遥远的冥王星速度只有地球的六分之一。
这就带来一个有趣的推论：从水星出发反而比从地球出发更难撞进太阳，尽管水星离太阳近得多。
原因在于，要在水星轨道上停下来，飞行器需要以每秒48公里的速度向后加速，比在地球轨道上所需的每秒30公里还要大得多。
相反，从冥王星轨道出发反而轻松得多——只需要以每秒5公里的速度反向加速，就足以让飞行器摆脱缓慢的公转速度，径直坠入太阳。
正因为如此，如果单纯依靠火箭动力来完成撞日任务，最高效的做法反倒是先把飞行器送到外太阳系去。
因为在外太阳系公转速度大幅降低，随后再进行第二次点火，抵消掉那微弱的横向速度，飞行器就能沿着近乎笔直的路径直接落向太阳。
这也正是美国国家航空航天局早期在规划太阳探测任务时，之所以曾提出让探测器先飞往木星轨道的原因——绕道外太阳系反而更容易减速、更容易接近太阳。
不过，任务规划人员最终并未采用这一方案，而是选择让探测器多次借助金星的引力弹弓效应逐步减速，从而节省宝贵的燃料，一步步靠近太阳。
至于引力弹弓具体是如何运作的，那就是一个值得单独展开的话题。
它是人类发射太空探测器时经常会使用到的一种加速方式，简单来讲，这种方式能够利用行星的引力把探测器"甩"出去，从而为探测器提供额外的速度。
借助这一手段，探测任务所需要的燃料和飞行时间都能被大幅压缩，因此几乎成了深空探测的标配技术。
不过，如果对这个过程稍作推敲，就会发现它并不像"绕一圈就加速"那样简单。
在多数人的印象中，引力弹弓的画面大致是这样的：探测器首先朝着某颗行星飞近，然后被行星的引力抓住、绕着它转上一圈，等到被甩出来的时候，速度就比进入时更快了。
听起来顺理成章，可只要多想一步，就会隐隐觉得有点不对劲。
问题的关键在于能量守恒。
当探测器靠近行星时，行星的引力做正功，探测器会被加速；可当它绕过近拱点、再从行星旁边远离时，同一份引力又会做负功，把刚刚获得的动能重新拉回去。
一进一出、加加减减，探测器相对于行星的速度理应回到原点，怎么会平白多出一截呢？ 真正让这个"魔术"成立的，是参考系的切换。
相对于行星本身，探测器的速率进出确实几乎不变，弹弓过程只改变了它的飞行方向；但相对于太阳来说，行星本身也在高速公转，探测器借用的其实是行星绕日运动的那份动能。
行星在把探测器"甩"出去的同时，自身的公转速度会被极其微弱地拖慢一点，只不过行星的质量远远大于探测器，这份损失小到根本无法察觉。
所以，引力弹弓从来没有违反能量守恒定律，它只是把行星公转的动能借了一小勺给探测器。
理解了这一点，再回头看撞日任务为何要反复利用金星减速，也就顺理成章了——同样是引力弹弓，一次次借用行星的动量，就能把公转速度这道最难迈过去的坎，一点点悄悄磨掉。
一光年有多远？人类探测器飞了50年，才飞了一光天？
一光年到底有多远？为什么人类的探测器飞了快五十年，却连这段路的百分之一都没走完？ 更扎心的是，就算你真的飞到一光年外，也还没到最近的另一颗恒星。你甚至可能还在太阳系外围，连这片家门口的荒地，都没有彻底穿过去。
你肯定听过答案：一光年，大约九万四千六百亿公里。
可这个数字太大了。
多念一个零，少念一个零，对你的感觉几乎没有区别。
所以这一次，我们换一把尺子。
把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球，放在你面前。
地球跟着缩小，只剩一粒细沙那么大。
你把它放到距离玻璃球两米七的位置，地球轨道就摆好了。
接下来往外走。
走过木星、土星，一直走到八十多米外，你终于放下海王星。
整个八大行星的地盘，看起来也就一个足球场的尺度。
那么，一光年的刻度，应该放在哪里？球场外面？隔壁街道？还是城市另一头？ 都不够。
你得从这颗玻璃球出发，走出去大约一百七十公里。
记住，地球才在两米七外。
海王星才在八十多米外。
而你现在要跨过的，是一段足以连接两座城市的距离。
沿途绝大多数地方，连一颗行星都没有。
你以前看到的太阳系示意图，把行星挤得整整齐齐，却很难让你真正感受到，它们之间到底空成什么样。
如果把人类的探测器，也放进这套模型呢？ 旅行者一号，一九七七年出发，掠过木星和土星，一路飞向太阳风影响之外。
它每秒能飞十七公里。
你眨一下眼，它就已经越过一座城市的一部分。
可持续飞行近半个世纪，它在这套模型里，也不过走到距离玻璃球几百米的地方。
前面那条通往一光年的路，依然长得几乎看不到尽头。
按每秒十七公里算，飞完一光年，需要大约一万七千六百年。
你出发时留下的城市，可能已经消失。
你说的语言，可能早就没人听得懂。
而飞船，还在赶路。
你可能觉得，这不公平。
旅行者一号毕竟是几十年前的技术。
换一台快得多的探测器，总能把时间压下来吧？ 帕克太阳探测器，在最接近太阳时，速度能达到每小时约六十九万公里。
假设它能一直保持这样的速度，飞完一光年，仍然需要一千五百多年。
而且，这已经是一个过于理想的假设。
帕克的极速，来自它沿轨道冲向太阳时的加速。
离开太阳之后，它会减速。
那个惊人的纪录，不能直接变成一张通往恒星的车票。
不过，先让我们跳过这些困难。
假设未来的你，终于抵达一光年外，在那里建起了一座太空站。
你回头看，太阳还看得见吗？ 看得见。
它不会彻底淹没在星海里，仍然会是一颗非常明亮的星。
但你熟悉的金色圆盘消失了，剩下的，只是一个指向家的光点。
抵达这里的阳光，比地球附近微弱了约四十亿倍。
能看见它，不代表还能靠它照亮身边的世界。
就像远处一盏灯，你知道它亮着，脚下却依旧一片漆黑。
至于地球，那颗你想念的蓝色星球，肉眼已经根本找不到。
它自己不会发出可见光，只能反射太阳的光。
那一点微弱的亮度，几乎淹没在太阳旁边。
更让人难受的是，就算设备足够好，让你看清了家乡，你看到的，也是一年前的地球。
因为光从那里来到你的眼睛，已经走了整整一年。
这时候，你想给家里发一条消息。
今天是家人的三十岁生日。
你对着镜头说出生日快乐，按下发送。
消息离开天线，穿过黑暗，等它抵达地球，那个人已经三十一岁了。
对方看完，立刻回复一句谢谢。
你再收到这两个字时，又过去一年。
一来一回，两年。
这里最奢侈的东西，可能就是一次普通的聊天。
你问家里今天怎么样，等到回答抵达，那个今天，早就变成了两年前。
你换更好的天线，能让画面更清楚，声音更清晰，却不能把这一年变成一秒。
无线电和激光，在真空中都以光速传播。
设备可以升级，距离带来的等待，却不会自动消失。
如果太空站突然出了故障呢？你向地球求救，就算那边的人收到后立刻想出解决办法，操作指令也要等两年，才能回到你手里。
真正走进星际空间，你得先学会自己解决问题。
因为在这里，连一句别着急，都可能来不及。
可一光年外，到底有什么在等你？ 没有一堵墙，没有一条天然边界，也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。
这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。
我们认为，远离行星轨道的地方，还分布着奥尔特云中的冰冷天体。
它的范围仍有不确定性。
一光年的终点，甚至可能还没有超出这片遥远的区域。
穿过太阳风形成的边界，和离开所有绕太阳运行的天体，并不是同一件事。
而最近的另一颗恒星，比邻星，距离我们约四点二四光年。
你费尽力气走完这一光年，连去它那里的四分之一路程，都还没走到。
所以，下次再听见一光年，不妨想想那颗玻璃球。
地球在两米七外，你站在一百七十公里外。
脚下没有路灯，没有补给，也没有能立刻回答你的人。
而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离，在宇宙里，却只是尺子上最开始的一个刻度。
