[비즈한국] 2024年12月27日，位于智利的自动小行星预警望远镜ATLAS捕捉到了小行星2024YR4。不久之后，该小行星因被预测在2032年与地球碰撞的可能性竟超过3%而备受关注。起初，其直径被估计在50至100米之间，这相当于1908年摧毁西伯利亚森林一带、引发神秘通古斯大爆炸事件的陨石大小。这确实是个令人恐惧的消息，地球可能再次面临猛烈碰撞的恐慌弥漫开来。
幸运的是，随后的连续观测结果显示，与地球碰撞的可能性几乎为零。但取而代之的是，它撞击月球的可能性飙升至4.3%。最终，2024YR4似乎铁了心要找地球或月球其中之一的麻烦。
自这颗小行星首次被发现以来，已经过去了一年多的时间。对于精确追踪在地球附近高速运行的小行星轨迹而言，这段时间已足够有意义。在此期间，2024YR4的轨迹发生了实时变化。那么，这颗小行星现在是否仍然在觊觎我们的地球和月球呢？
2024YR4最初受到特别关注的原因，是代表小行星危险程度的都灵指数（Torino scale）在历史上首次达到了3级。虽然还不至于让整个地球毁灭，但这一事件警示我们，地球随时可能面临意想不到的突发危机。焦虑的天文学家们急忙开始追踪这颗小行星的一举一动。地面的双子座南望远镜（Gemini South）、甚大望远镜（VLT）等大型望远镜纷纷挤出时间对其进行追踪。结果，一个有趣的真相被揭开了。
当首次发现这颗小行星时，人们简单地认为它是一个圆形的物体。但进一步核实其形状后发现，它更扁平，像一颗被压扁的土豆。之所以能发现这一点，归功于该小行星的快速自转。这颗小行星以约20分钟的极短周期在原地不断旋转。由于其形状不对称，自转时地球看到的横截面积会发生变化，亮度也会周期性波动。通过这些数据，就可以推断出它有多圆或有多凹陷。
更有趣的是，它正在进行“逆行自转”，即朝着绕太阳公转方向的反方向旋转。这对小行星的轨道演变影响巨大。当太阳光照射到小行星表面时，表面会被加热并释放热量。热量释放的反方向会产生微小的推动力，进而产生轻微的推力。用更有趣的说法是，因为太阳光太热，它产生了一种向反方向缓慢移动的感觉。这被称为雅科夫斯基效应（Yarkovsky effect）。
通常情况下，公转和自转方向一致的小行星，会因雅科夫斯基效应从原位被推向太阳系外侧，从而导致轨道变大。但2024YR4因为是逆行自转，受雅科夫斯基效应影响，它反而正在从原来停驻的火星与木星之间的小行星带向太阳系内侧移动。这种情况非常罕见。
幸运的是，随着2025年的过去，这颗小行星与地球碰撞的可能性已经趋近于零。现在可以放心了。取而代之的是，它撞击月球的概率曾一度飙升至3~4%。虽然有人可能会觉得它撞击的是远离地球的月球，与我们无关，但事实并非如此。根据简单计算，月球表面可能会产生相当于650万吨TNT炸药的爆炸威力。即使在白天，用肉眼也能清楚地看到月球表面闪烁着耀眼的光芒。当然，月球不会被整体摧毁，但我们可以欣赏到月球表面形成一个直径接近1公里的巨大陨石坑。
事实上，更大的问题在于破碎的月球表面残骸会暂时遮挡地球周边。多达10万吨的月球岩石可能化为粉尘，其中近10%会扩散到地球附近。虽然落在地面上我们头顶的情况极其罕见，因为大多数会在进入地球大气层时化作细小的流星燃烧殆尽。但这对人造卫星来说是致命的。突如其来的尖锐月尘和月壤碎屑倾泻在太阳能电池板和电子设备上，可能会引发巨大的混乱。甚至可以想象，来自月球的小碎片会导致凯斯勒现象（Kessler syndrome，卫星连锁碰撞爆炸）的发生。
我们还可以有另一种担忧。如果这些破碎的月球残骸长时间不离开地球附近并持续遮挡我们的视线，地球将处于被巨大火山灰遮蔽的状态。届时，到达地球的阳光量会大幅减少。就像电影《挽救计划》（Project Hail Mary）中的设定一样，地球天空中的太阳突然变暗，气候骤然严寒的状况并非不可想象。最终，从我们的角度来看，除了祈祷这颗小行星能平安错过地球和月球之外，别无他法。
非常庆幸的是，最近詹姆斯·韦布空间望远镜的进一步观测结果让我们放了心。今年2月，詹姆斯·韦布望远镜捕捉到了处于其性能极限、勉强可见的2024YR4。这是人类观测到的小行星照片中最模糊的一张。捕捉到更多的瞬间快照，使得我们能够更正确地把握小行星的动向。多亏了这一点，NASA终于正式宣布，该小行星与地球及月球碰撞的可能性均为0%。
但是，如果真的万一运气不好，这颗小行星直冲地球或月球而来，我们能平安无事吗？此前针对双小行星迪莫弗斯（Dimorphos）和迪迪莫斯（Didymos）发射探测器进行撞击以改变其轨道，DART任务的成功至今仍是我们唯一的希望。但2024YR4的情况可能有所不同。
即便转速如此之快，小行星却没有散架或碎裂，这意味着组成小行星的岩石结合得相当紧密。如果它是像之前探测器亲自造访过的龙宫（Ryugu）或贝努（Bennu）那样，仅仅是由碎石堆积而成的小行星，在20分钟左右的短周期旋转下，它早就会向四周四分五裂，彻底解体了。但2024YR4在体型虽小的情况下，依然承受住了高速自转。这说明它是一颗相当坚硬的“顽石”小行星。可以预见，一旦落在地球上，破坏力将相当巨大。
但这同时也表明，该小行星具有相当大的内部强度。也就是说，如果该天体是像龙宫或贝努那样的简单残骸堆（rubble pile），在如此高速的旋转下，它应该早已四散崩离了。然而，它在快速自转的同时仍保持为一个整体，这意味着它是一个密度和抗拉强度都较高的完整岩石团块。
那么它由什么组成呢？目前看来，它有可能是富含硅酸盐的S型，或者相对富含碳化合物的K型。在这种情况下，弄清楚其成分、密度和类型至关重要。如果我们确实处于必须改变其轨道的情况下，例如像NASA的DART任务那样必须撞击某个物体，只有了解它由什么组成，才能预测轨道将如何改变。
研究人员想知道的不仅仅是潜在的轨道，还想知道这个天体究竟来自哪里。也就是它到底是来自小行星带，还是来自完全不同的地方。
事实上，现在甚至可以看到显示该天体已知轨迹的三维地图。该地图显示，该物体大致来自火星与木星之间。更准确地说，似乎来自小行星带的中部。对于天文学家来说，这一点有些不同寻常。因为通常横穿地球轨道的小行星，多半来自离火星更近的小行星带内侧区域。
因此，这颗小行星很有可能是由于与木星的引力相互作用导致位置改变，从而被推向我们这一侧的。木星常被称为“地球的守护者”，因为它清除了许多危险的岩石，并改变了多颗彗星的轨道，使它们不至于撞击地球。但这次的情况似乎恰恰相反，它像引力弹弓一样，几乎精准地将YR4掷向了地球方向。
不过，得益于其自转特性，我们对这个天体有了更多的了解。这颗小行星似乎在进行“逆行自转”，即旋转方向与公转方向相反。这表明该天体受雅科夫斯基效应影响，从小行星带中部向内侧移动。
雅科夫斯基效应是指阳光照射物体表面后作为热量重新释放，产生极其微小的推力，从而在数百万、数千万年间逐渐改变其轨道的现象。事实上，这一现象发生在绝大多数小行星身上。这也是小行星轨道难以预测的主要原因，因为太阳在长期内会一点点改变它们的轨道。
很好，至此我们已经了解了这块岩石的基本成分和来源。那么，这个天体的最终目的地在哪里？是地球，月球，还是什么都不是呢？
至少就目前而言，月球是安全的，地球也是安全的。至少在行星际空间威胁层面是这样。所以，我们只需要操心地球上已经存在的问题即可。
作者Jee-Woong Bae是谁？热爱猫咪与宇宙。儿时观看《银河铁道999》后，立志让人们了解宇宙之美。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，积极从事讲座与写作等多种科学传播活动。著有《每天一片宇宙》、《星光闪烁的宇宙科学家们》、《虽无法到达却能了解》、《仰望宇宙时产生的奇怪问题》等书籍，并翻译了《给真正宇宙旅行者的搭车指南》、《我是如何杀掉冥王星的》、《量子人生》、《Cosmigraphics》等作品。