大约在6500万年前，统治了地球1.6亿年的恐龙走向了灭亡。关于各种恐龙灭绝的假说中，其中一个比较主流的就是“小行星撞击”。如果说恐龙的灭绝真的跟小行星有关，那么这一事件无疑地球生命演化史上的一个重大转折点，这颗小行星的撞击不仅改变了地球的生态系统，也让我们深刻认识到小行星对地球的巨大影响力。
那么，小行星究竟是什么？它们又从何而来？对我们地球又有哪些潜在威胁？
小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。它们大多数分布在火星和木星轨道之间的小行星带，也有一些小行星的轨道较为特殊，会穿越地球的轨道，这些被称为近地小行星。
小行星的形状各异，不像行星那样因为自身引力而呈现出较为规则的球体形状。它们有的像土豆，有的像哑铃，还有的呈现出各种不规则的块状。这是因为小行星的质量较小，自身引力不足以使其重塑成球形。其大小也相差悬殊，小的可能只有几米，大的直径超过上百公里。谷神星是人类发现的第一颗小行星，不过它现在被重新定义为矮行星，和冥王星处于同一行列。谷神星的发现还要追溯到1801年，当时天文学家还没有弄明白这颗星体的归属，因为它太小太暗，不符合行星的标准，但又肯定不是恒星、彗星和卫星。之后天文学家就用“小行星”这一名词来描述谷神星和新发现的智神星。此后，科学家们陆续在火星和木星轨道之间发现了大量的小行星，截止2024年，在这个区域已经被编号的小行星就有将近60万颗。据估算，至少有上百万颗小行星聚集在这个区域，因此木星和火星轨道之间这个区域也被称为“小行星带”。
为什么在木星和火星轨道之间会存在一个小行星带呢？
关于这个小行星带的起源，科学界有多种假说。其中一种较为广泛接受的假说是，在太阳系形成初期，太阳周围的物质逐渐聚集形成了行星。在火星和木星轨道之间的区域，原本也有可能形成一颗行星，但由于受到木星强大引力的干扰，这一区域的物质无法聚集形成一颗完整的大行星，而是相互碰撞、碎裂，最终形成了众多的小行星。
另一种假说认为，小行星带可能是早期行星遭受巨大撞击后产生的碎片。在太阳系早期，行星之间的碰撞较为频繁，一些行星在遭受猛烈撞击后，部分物质被抛射到太空中，这些物质在引力作用下逐渐聚集形成了小行星带。
提及小行星，人们可能常将其与彗星、流星混淆，但是它们是有本质区别的。
小行星主要由岩石和金属构成，其成分与太阳系内的行星类似，主要包括硅酸盐、铁、镍等；彗星则主要由冰、尘埃和岩石组成，其中冰的成分包括水冰、二氧化碳冰、甲烷冰等。彗星通常形成于太阳系的边缘，那里温度极低，挥发性物质能够以冰的形式存在。当彗星靠近太阳时，太阳的热量使彗星表面的冰升华，形成长长的彗尾，这也是彗星最为显著的特征之一；流星则是来自小行星或彗星等天体的碎片，当这些碎片进入地球大气层时，与大气摩擦产生高温，从而燃烧发光，如果流星体没有在大气层中完全燃烧殆尽，剩余的部分落到地球表面就成为陨石。
虽然小行星撞击地球的事件极为罕见，但小行星还是对地球存在潜在威胁。科学家推测，如果小行星的直径在几十米到几百米之间，撞击地球可能会造成局部地区的严重破坏。例如，1908年的通古斯大爆炸，被认为可能是由一颗直径约50米左右的小行星或彗星碎片在空中爆炸引起的，爆炸中心区域周围约2000平方公里的森林被夷为平地。而直径超过1公里的小行星撞击地球可能引发全球性灾难。这种规模的撞击会产生巨大的冲击波，能够瞬间摧毁大片区域。同时，撞击还会激起大量的尘埃进入大气层，这些尘埃会阻挡阳光，导致全球气候变冷，这无疑会给地球带来巨大的劫难。另外，如果小行星落入海洋中，巨大的能量释放可能会引发全球性的海啸，对地球同样会造成毁灭性的打击。
到2024年，已发现的近地小行星数量超过3.6万颗，其中与地球最小距离在0.05个天文单位、直径大于140米的被定义为有潜在威胁的近地小行星，约占总数的近十分之一。据科学家估计，直径大于 1 公里的小行星撞击地球的概率大约为每70万年1次，而直径大于10公里的小行星撞击地球的概率则更低，大约为每1亿年1次。尽管概率极低，但一旦发生撞击，对我们地球造成灾难将是无可挽回的。
为了应对小行星对地球的潜在威胁，科学家们采取了多种措施来预防。首先，通过各种天文观测设备，如地面望远镜和太空探测器，对小行星进行监测和跟踪，尽可能早地发现潜在威胁的小行星，并精确计算它们的轨道。其次，科学家们提出了一些应对小行星撞击的技术方案。例如，通过发射航天器撞击小行星，改变其轨道方向，使其偏离与地球相撞的轨道。不过，这个方案还处于研究和试验阶段，实施起来面临着诸多技术方面的挑战。
小行星作为太阳系中的神秘天体，不仅承载着太阳系形成和演化的重要信息，也对地球的安全构成了潜在威胁。通过对小行星的深入研究，我们不仅能够更好地了解太阳系的奥秘，还能为保护地球家园、预防小行星撞击事件做好充分准备。
作者：星众成光
审核：中国科学院国家空间科学中心研究员 李明涛
出品：中国科协科普部
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