今年年初，一顆名為2024 YR4的小行星忽然“火”了一把。多家媒體以“撞地球概率超過3%、城市殺手來襲”作標(biāo)題，引發(fā)公眾關(guān)注甚至焦慮。

2024 YR4飛掠地球模擬演示（圖源：NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor）

可幾個(gè)月過去了，這顆“差點(diǎn)撞地球”的小行星卻悄無聲息地淡出了新聞熱搜——到底發(fā)生了什么？是“虛驚一場”？還是人類行星防御技術(shù)已成功化解危機(jī)？就讓我們一起來揭開它背后的科學(xué)故事，看看天文學(xué)家是如何一步步“拆除”這枚“太空炸彈”的。

從“高危預(yù)警”到“查無此星”：一場虛驚

這場風(fēng)波的起點(diǎn)可以追溯到 2024年12月27日。

當(dāng)晚，位于智利的ATLAS小行星預(yù)警系統(tǒng)在例行巡天中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)陌生的光點(diǎn)。經(jīng)過確認(rèn)，這是一顆此前從未被觀測過的近地小行星，并很快被國際小行星中心賦予臨時(shí)編號——2024 YR4。

ATLAS捕獲的2024 YR4圖像（圖源：ATLAS）

它以每秒15公里的速度飛掠地球，最近距離約為82.8萬公里，相當(dāng)于地月平均距離的2.16倍，看似并無大礙。

然而，在天文學(xué)上，“安全距離”并不意味著“安全軌道”?？茖W(xué)家們迅速利用初始觀測數(shù)據(jù)推算它的運(yùn)行軌道，發(fā)現(xiàn)這顆小行星將在2032年12月22日再次接近地球，而且這一次，軌道將比現(xiàn)在更為貼近地球軌道。自此，2024 YR4被列入全球近地天體重點(diǎn)監(jiān)測名單。

科學(xué)家估計(jì)，2024 YR4將在2032年再次接近地球（紫色為2024 YR4軌道，藍(lán)色為地球軌道）

（圖源：NASA/JPL）

最初的風(fēng)險(xiǎn)評估結(jié)果還相對溫和。到 2024年12月30日，以當(dāng)時(shí)掌握的兩天觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，科學(xué)家估算它2032年撞擊地球的概率為 0.096%，無需特別擔(dān)心。

2025年1月，甚大望遠(yuǎn)鏡（VLT）觀測并跟蹤了位于畫面中心的小行星2024 YR4（圖源：ESO/O. Hainaut et al.）

但事態(tài)迅速升級。進(jìn)入2025年1月，隨著更多望遠(yuǎn)鏡持續(xù)跟蹤觀測，這一概率開始不斷上升：

1月11日：升至0.16%；

1月20日：升至0.31%；

到了1月27日，撞擊概率突破1%，達(dá) 1.2%。百分之一的概率雖然算是比較低，但對于“行星撞地球”這樣的災(zāi)難性事件來說，仍然讓人難以安心，因此引發(fā)天文界與媒體高度關(guān)注。

2024 YR4在2032年接近地球期間的潛在撞擊風(fēng)險(xiǎn)走廊（生成時(shí)間：2025 年 1 月 27 日）（圖源：Wikipedia）

到了2月份，這顆小行星的撞擊概率繼續(xù)波動上升：

2月6日，升至2.3%；

2月17日，升至2.6%；

2月18日，沖到峰值 3.1%。

對于絕大多數(shù)小行星預(yù)警系統(tǒng)來說，超過1%的撞擊概率已屬罕見，而超過3%，在統(tǒng)計(jì)意義上足以被視為需要正式啟動防御方案的嚴(yán)重等級。

在之后的觀測中，NASA詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的新紅外觀測技術(shù)進(jìn)一步確定了2024 YR4的大?。?strong>它直徑約為53-67米，大約相當(dāng)于一棟 15 層樓的尺寸。乍看之下不算“龐然大物”，但這樣的天體若真的撞向地球，破壞力遠(yuǎn)超多數(shù)人想象。

2024 YR4（右下）與其他著名小天體（包括2009年蘇拉威西大流星體（2009 Sulawesi）、2013年車?yán)镅刨e斯克撞擊體（Chelyabinsk）以及1908年通古斯大爆炸事件撞擊體（Tunguska））的估算直徑對比圖，左上以波音 747 客機(jī)作參考比例（圖源：Sinucep|Wikipedia）

然而，就在公眾開始擔(dān)憂是否需要“星際避難”時(shí)，科學(xué)的反轉(zhuǎn)開始了。隨著觀測精度的提升，情況發(fā)生了急劇變化：

2月19日，撞擊概率降至1.5%；

2月20日，概率進(jìn)一步降至0.27%，跌破1%警戒線；

2月24日，根據(jù)國際小行星預(yù)警網(wǎng)絡(luò)（IAWN）發(fā)布的通知，2024 YR4已無與地球撞擊的顯著潛在風(fēng)險(xiǎn)。

到6月中旬，綜合來自詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡與地面天文臺的觀測，最新結(jié)果顯示2032年撞擊地球的概率已降至 0.0000081%——幾乎可以視作完全安全。

2024 YR4撞擊地球的概率變化（圖源：observablehq）

這場由“高風(fēng)險(xiǎn)”引發(fā)的警報(bào)，最終以“虛驚一場”收尾。但是，這些預(yù)測數(shù)字為什么會“忽高忽低”呢？實(shí)際上，在數(shù)字背后，是一整套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)珡?fù)雜的軌道測算過程。

為什么數(shù)字會“忽高忽低”？預(yù)測小行星撞擊不是拍腦袋

要想知道這些數(shù)字如何產(chǎn)生，我們需要了解科學(xué)家們是如何計(jì)算小行星撞地球的概率的。

當(dāng)一顆小行星剛被發(fā)現(xiàn)時(shí)，科學(xué)家會利用“天體測量學(xué)”（astrometry），根據(jù)初步觀測數(shù)據(jù)推算它的軌道。這種方法可以精確到幾公里以內(nèi)，但前提是：得有足夠多、足夠準(zhǔn)確的觀測數(shù)據(jù)。

剛開始觀測時(shí)，數(shù)據(jù)很少，誤差就很大。此時(shí)，科學(xué)家無法給出一條唯一的軌道，而是計(jì)算出一系列“可能路徑”，它們共同構(gòu)成一個(gè)范圍——這被稱為“誤差橢圓”（error ellipse）。你可以把它理解為小行星未來可能經(jīng)過的區(qū)域。

具有 95%、99%和90%置信水平的誤差橢圓概念圖（圖源：Measurement Science and Technology）

所謂“撞擊概率”，其實(shí)就是在這個(gè)誤差橢圓內(nèi)，有多少可能軌道會與地球相交。

如果觀測數(shù)據(jù)不足，軌道的不確定性就大，誤差橢圓就大。即使小行星的實(shí)際軌道并不指向地球，地球也可能“碰巧”被包含在這個(gè)范圍之內(nèi)，撞擊概率因而看上去偏高。

隨著觀測次數(shù)增加，不確定性減少，誤差橢圓會收縮。一旦橢圓小到不再覆蓋地球，撞擊概率就會顯著下降。這正是2024 YR4所經(jīng)歷的過程。

隨著誤差橢圓不斷縮小，如果最終覆蓋到地球，小行星撞擊地球的概率就會大幅上升；反之，則會降低（圖源：Toshi Hirabayashi）

可見，撞擊概率這個(gè)看似簡單的數(shù)字，背后其實(shí)代表著科學(xué)家對軌道不確定性的動態(tài)判斷。在數(shù)據(jù)有限的前提下，它并非一個(gè)固定不變的結(jié)論，而更像是一個(gè)“隨著了解加深而不斷修正”的臨時(shí)評估。

2024 YR4撞擊地球的概率隨時(shí)間變化（圖源：NASA JPL/CNEOS）

因此，公眾在面對類似預(yù)警時(shí)，不必過早恐慌，也應(yīng)給予科學(xué)過程足夠的耐心與信任。

地球安全了，但月球可能會有新“訪客”

雖然地球已安全“脫險(xiǎn)”，但科學(xué)家很快發(fā)現(xiàn)：2024 YR4的軌道變化帶來了新的可能性——它與月球的相對軌道也有可能重合。

截至2025年6月3日，2024 YR4在2032年可能的位置——以黃色點(diǎn)表示（圖源：NASA/JPL）

根據(jù)詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，2032年它撞擊月球的概率已上升至4.3%左右。不過，美國宇航局（NASA）明確表示，即便這次撞擊真的發(fā)生，其能量也遠(yuǎn)不足以改變月球的運(yùn)行軌道，所以我們完全不必?fù)?dān)心月亮?xí)虼恕半x家出走”。

2024 YR4撞擊月球模擬（圖源：Wiegert, Brown, Lopes & Connors）

此外，加拿大科學(xué)家經(jīng)過模擬發(fā)現(xiàn)，如果2024 YR4撞擊月球，可能在表面砸出一個(gè)直徑約1公里的隕石坑，并產(chǎn)生數(shù)百萬公斤的月球碎片——這些碎片大多數(shù)會被月球引力或太陽風(fēng)帶走，但也可能有極少數(shù)進(jìn)入地球大氣，形成一次罕見的“月塵流星雨”。

這不會造成實(shí)質(zhì)性破壞，但卻很可能為2032年的夜空，增添一場特殊的天文奇觀。

作者：劉若冰

審核：李昕 北京天文館研究館員

本文在科普新媒體平臺“蝌蚪五線譜”刊發(fā)，經(jīng)授權(quán)發(fā)布