探索宇宙的微尘——彗星、小行星与人类文明的未来

彗星夜半出,长尾扫银河。在那浩瀚宇宙的幽深处,有一片未被完全揭开的神秘领域:它们既未被恒星的璀璨光芒覆盖、也不像行星有着稳定的轨迹,这是由一群身型微小却充满故事的天体构成的奇妙世界——彗星与小行星的领地。这些小天体如同萤火摇曳,虽不起眼,却承载着太阳系古老的历史记忆,其中的每一颗彗星与小行星都是太阳系形成与演化的活化石,记录着时间流转与空间变迁。725日,李荐扬教授心怀学者的敏锐和探索者的热情,带领学员们踏上一段寻访小天体的旅程。

“谈及小天体,彗星与小行星,你们有幸目睹过彗星的壮丽景象吗?”李教授以此为序,开启了对彗星研究历史的追溯。从古人对彗星“孛星现,灾祸起”的记录与迷信,到毕达哥拉斯最早对彗星展开科学思索,再到1577年,第谷·布拉赫证实彗星的运行位置远在月球轨道之外;从牛顿揭示了C/1680 V1彗星运行在漫长椭圆轨道上,到哈雷成功预测P/1682 Q1彗星于1758年的回归并由此“冠名”哈雷彗星,人类对彗星的观测与研究已持续了数千年。特别是其中“脏雪球”理论的提出,是近代行星科学非常重要的开端。

 

“在对彗星进行观测之外,人类对小行星的研究史更是充满了令人着迷的故事。”李教授继续讲述道,从威廉·赫歇尔促成小行星带的发现,到柯伊伯带被揭示,再到2012 VP11390377 Sedna的惊人发现,人类对小行星探测的每一项进展都为太阳系的探索增添了新的维度。

小天体的发现不仅丰富了我们对太阳系结构的认知,更推动了人类对太阳系形成过程的探究。据李教授介绍,太阳系在形成过程中温度与物质的分布并不“均匀”,因此人们可以对每一个小天体进行研究并反推出其形成时所处的位置。通过对大量现今分布于不同位置的小天体进行溯源,人们便可以厘清太阳系形成及演化中不同时间节点的宏观物理图像。因此,人类对小天体的探索至关重要。这一探索历程始于1989年的哈雷彗星探测任务;随后伽利略号探测器在1991年和1993年分别飞掠小行星GaspraIda,开创了小行星近距离观测的先河;NASA在这一时期也积极响应,于1992年启动了探索任务系列和新前沿任务系列,旨在深化我们对太阳系的认知。

 

在李教授的讲解下学员们认识到,撞击类型的探测任务也是人类深空探索的焦点。自2005年的深度撞击任务开展以来,这类任务以其独特的方式,为我们揭示了小天体的地学物理特性、内部结构,以及其形成与演化的奥秘。特别是首次动能撞击试验DART,它不仅是一次技术突破,更是一次对小天体防御策略的实战检验,为人类应对潜在的小行星撞击威胁提供了宝贵数据和经验。

在无垠的宇宙中,人类对小天体的探索不仅揭开了太阳系的神秘面纱,更是关乎人类文明安危的重要课题。正如李教授所说,“我们希望99%的小行星(直径为140米左右)都能够被发现、被记录在册,这样人类可以预测它们撞击地球的时间”。在探索与防御的双重使命下,科学家们也期待着书写人类与宇宙和谐共存的新篇章。