在太陽系中，除了太陽、行星和矮行星之外，還有種類繁多的小型天體，諸如小行星、彗星和流星體等都在繞太陽運行。這些小天體都可能保留了太陽系形成時的原始物質(zhì)，成為科學(xué)家研究的重要對象。

一些近地小行星可能會闖進地球，彗星也可能造訪地球，而流星及流星雨則在地球大氣中飛舞。這些與地球親密接觸的小天體，使地球人既愛又怕，觀賞它們、研究它們，還要防備它們給人類造成災(zāi)難。

恐龍滅絕和近地小行星襲擊地球

的歷史事件

小行星直徑最大的不超過幾百千米，最小的也就只有鵝卵石一般大小。1991 年 10 月，“伽利略號”木星探測器訪問了 951 號 Gaspra 小行星，從而獲得了第一張高分辨率的小行星照片。

首個被確認(rèn)擁有衛(wèi)星的 243 號小行星艾達

空間探測表明，不規(guī)則的形狀成為所有小行星的共同特點。小行星表面的景象與月球很相似，有很多隕石坑。

在小行星上由于沒有大氣的散射，太陽照到的地方亮得刺眼，照不到的地方黑得嚇人。在小行星上看到的天空永遠是黑暗的，太陽和星星同時在天空中閃閃發(fā)光。

絕大多數(shù)小行星距離太陽都比火星遠許多，表面平均溫度終年在零下120 攝氏度左右。因此，小行星是冰凍的世界。

小行星撞地球造成恐龍滅絕使人類心有余悸，眼前的威脅使這類小天體的研究價值陡升，一些小行星時刻被人類監(jiān)測著，正在尋求辦法防止它們對地球的侵犯。

小行星雖然個頭兒都很小，但它們與八大行星及矮行星一樣，自西向東繞太陽公轉(zhuǎn)。小行星在公轉(zhuǎn)的同時也有自轉(zhuǎn)，也有四季變化和晝夜交替。一般地， 公轉(zhuǎn)軌道是偏心率不大的橢圓。不過，也有軌道的偏心率非常大的。我國紫金山天文臺盱眙觀測站發(fā)現(xiàn)的一顆軌道比較奇特的小行星 2010EJ104，偏心率達到0.901。其遠日點到了海王星軌道之外，而近日點則在火星軌道附近。它繞日運行一周需 100.29 年。

小行星分布示意圖

大約在 6500 萬年以前，地球是恐龍的樂園。那時候不僅有在地面上生活的食肉食草的恐龍，而且還有能像鳥兒一樣在天上飛的恐龍，有能像魚兒一樣在水里游的恐龍。

恐龍成為當(dāng)時地球上的統(tǒng)治者，它們在地球上已經(jīng)無憂無慮地存活了 1 億多年，比現(xiàn)今人類的歷史長得多。但是，就在 6500 萬年前，恐龍突然從地球上消失了，同時地球上的許多物種也絕滅了。

之所以說恐龍滅絕在 6500 萬年前，是因為至今沒有發(fā)現(xiàn)任何一塊恐龍化石的年齡是短于 6500 萬年的。

著名的美國物理學(xué)家阿爾瓦雷茨（Luis Walter Alvarz）的出名不僅因為他獲得了 1968 年的諾貝爾物理學(xué)獎，更因為他首先提出 6500 萬年前小行星撞擊地球?qū)е碌厍驓夂蜃兓率箍铸垳缃^的假說。

他的論文發(fā)表在 1980 年的《科學(xué)》雜志上。

一個直徑 10 千米的小天體以每秒 40 千米的速度撞擊地球，濺起的大量塵埃在地球周圍形成一道厚厚的黃色灰塵圈，遮天蔽日達數(shù)月之久，使得許多植物不能生長，許多動物也因缺少食物挨餓而死，造成了地球上大約 50% 以上的物種滅絕，其中包括恐龍。

他和他的兒子等人在研究歐洲地層時發(fā)現(xiàn)，屬于 6500 萬年的地層中鉑族元素含量特別高，高于地殼平均含量的三四倍。這是因為撞擊地球的小行星上的鉑族元素特別高的緣故。后來研究表明，當(dāng)年撞擊點在墨西哥北部的尤卡坦半島。

人們曾親眼看到過小天體撞擊地球的事件。1976 年 3 月 8 日在我國東北吉林地區(qū)發(fā)生了一次世界罕見的隕石雨。從這次隕石雨發(fā)生地收集到的隕石共有100 多塊，總重量達 2700 千克，其中 1 號隕石重 1770 千克，它在地面上砸了一個直徑 2 米多、深 6 米多的大坑，給當(dāng)?shù)卦斐闪艘淮涡⌒〉牡卣稹?/p>

1908 年 6 月 30 日，俄羅斯西伯利亞中部的通古斯地區(qū)發(fā)生了一次舉世聞名的隕星事件。那天早晨 7 點左右通古斯地區(qū)上空突然出現(xiàn)一個比太陽還亮的大火球，火球發(fā)出震耳欲聾的響聲，以迅雷不及掩耳之勢沖向地面，在通古斯上空 8 千米處猛烈爆炸，發(fā)出的強大沖擊波與高溫大火摧毀了方圓 100 千米以內(nèi)所有房屋的門窗，甚至三五百千米之外的人畜也被擊倒在地。2000 多平方千米郁郁蔥蔥的森林被燒成了一片焦土。科學(xué)家們估計，這是一顆直徑僅 60 米的小行星襲擊地球的事件。

小行星撞擊地球還有可能發(fā)生

小行星撞擊地球、威脅人類生存的事件雖然極其罕見，卻也是可能發(fā)生的， 成為世界上四種突發(fā)性巨大災(zāi)難之一。

為有效防止小行星撞擊地球，首先需要監(jiān)測可能飛近地球的小行星，并精確預(yù)測其飛行軌道。

目前，全球已經(jīng)建立了近地小行星觀測網(wǎng)，其中最著名的是始于 1996 年的“林肯近地小行星研究項目”。此外，還有由一群相互之間有聯(lián)系的組織、機構(gòu)共同承擔(dān)的“太空護衛(wèi)”的項目。

除了監(jiān)測，許多國家的科學(xué)家都在努力尋找免遭小天體襲擊的各種方法。這些方法可歸為兩類：一類是把襲擊地球的小行星炸毀；一類是改變小行星的運行軌道。

人們首先想到的是威力強大的核彈，可將小行星炸成幾部分。質(zhì)量發(fā)生變化后，軌道也就跟著改變了。專家估計，攔截直徑不超過 100 米的小行星，需要一顆數(shù)萬噸級的核彈。而攔截直徑接近 1 千米的小行星，則需要利用百萬噸級的核彈。

還有一個辦法是利用強激光系統(tǒng)摧毀來犯小行星，不過目前還沒有這樣的激光系統(tǒng)。強激光系統(tǒng)具有速度快、精度高、攔截距離遠以及不受外界電磁波干擾等優(yōu)點。

不過，小行星爆裂后的碎片還有可能威脅地球，最好是設(shè)法給小行星一個推力，迫使它偏離原來的軌道，“差之毫厘，失之千里”，只要將其軌道偏離一點點，我們的地球就安全了。

使用激光照射小行星，氣化掉行星部分體積以使其偏離軌道示意圖

目前提出的方法不少，如在小行星附近進行核彈爆炸，迫使小行星偏離原來的軌道；利用強激光照射氣化掉小行星部分體積以使其改變軌道；

發(fā)射一個質(zhì)量大的人造天體放在小行星附近，作為“引力拖車”經(jīng)過足夠長的時間就可以改變小行星的軌道；

發(fā)射太空飛行器撞擊小行星以改變其軌道；在小行星表面上安裝一臺大型火箭發(fā)動機或者把一面“太陽帆”附著在小行星上，以此把小行星推離它原來的運行軌道。

小行星的地質(zhì)勘探和開發(fā)利用

2003 年日本發(fā)射“隼鳥號”小行星探測器，曾兩度在糸川小行星上著陸。采集到巖石樣本后于 2010 年 6 月返回地球，內(nèi)含樣本的隔熱膠囊與本體分離后在澳大利亞內(nèi)陸著陸。糸川小行星原名 25143 小行星，是 1998 年發(fā)現(xiàn)的。

其軌道與地球平均距離約 3 億千米。它的外形如馬鈴薯，長約 540 米，寬約 300 米， 體積較小。

日本科學(xué)家實現(xiàn)了人類第一次從小行星上采集到樣本后很快就決定研制“隼鳥 2 號”探測器，用來對龍宮（Ryugu）小行星進行探測和取樣。這是一顆特別古老的小行星，算得上是太陽系早期的遺物。

糸川小行星和“隼鳥號”小行星探測器

小行星也像地球一樣有著堅實的表面，也有山丘、巖石和坑洞。地球上有的礦藏，小行星上應(yīng)有盡有。有的小行星富含鎳與鐵，有些小行星還可能含有豐富的金和鉑，以及一些稀有元素如銥等。

每年從地球側(cè)旁飛過的小行星有1500 多顆，估計當(dāng)中有 10% 有水和珍貴金屬，這是在給地球人送寶。有人估計，第 241 號小行星“Germania”上所具有的礦產(chǎn)資源價值達到 95.8 萬億美元， 超過了目前全世界的 GDP 總量，多么誘人！

2016 年，美國發(fā)射“奧西里斯”探測器奔赴小行星“貝努”，用兩年的時間對其表面進行測繪和探礦，進行取樣，至少采集 60 克樣本裝進返回艙。2023 年返回地球。“貝努”小行星富含碳元素，這是生命重要的組成元素。

2012 年 4 月，在美國西北部的西雅圖成立的行星資源公司，吸引到不少社會名流、航天專家和宇航員的加盟。

但是，要想到小行星上采礦賺錢，還有很長的路要走。其困難是成本太高、技術(shù)復(fù)雜和缺乏經(jīng)驗。美國國家航空航天局即將實施的一項從小行星取回物質(zhì)返回地球的項目，取回 60 克物質(zhì)耗資大約 10億美元，只是大量投錢，還談不上賺錢。

直徑約 160 千米的 241 號小行星礦藏豐富，但離地球太遠，位于火星和木星軌道之間的小行星帶中，不太可能成為行星資源公司的目標(biāo)。只能把目光聚焦于那些距離地球較近，并且較易抵達的小行星。

長尾游子彗星

彗星，是太陽系中一類特殊的成員。太陽系的彗星很多，多得數(shù)以億計。彗星曾被中國民間稱為“掃帚星”和“災(zāi)星”，象征著戰(zhàn)爭、饑荒、洪水、瘟疫等災(zāi)難。

廣大天文愛好者則非常喜愛彗星，盼望著彗星的到來。彗星已成為天文學(xué)家研究太陽系早期物質(zhì)的最佳天體。

彗星與木星的碰撞引發(fā)地球人深思， 曾給地球送來水、冰和有機物的彗星會不會再闖地球帶來毀滅性的打擊？

彗星結(jié)構(gòu)示意圖

彗星躲藏在離太陽非常遠的奧爾特云團中。這個球狀云團是 50 億年前形成太陽和行星等天體的星云的殘余物質(zhì)，正好把太陽系包裹起來。

云團中大約有千億顆彗星。彗星只有運行到離太陽比較近時才能被肉眼看見。起初人們只能看到一個發(fā)光的云霧狀斑點，斑點中間比較密集而明亮的圓球叫“彗核”，包圍彗核的云霧狀物質(zhì)叫“彗發(fā)”。

彗核的直徑很小，最大的也不過幾百千米，最小的只有幾百米，然而彗核卻幾乎集中了彗星的全部質(zhì)量。一般大彗星的質(zhì)量約幾千億噸，小彗星的質(zhì)量只有幾十億噸。彗核由凝結(jié)成冰的水、二氧化碳（干冰）、氨和塵埃微粒混雜組成。

當(dāng)彗星靠近太陽時，持續(xù)揮發(fā)大量氣體和塵埃，導(dǎo)致物質(zhì)流失。彗發(fā)是在太陽的輻射作用下由彗核中蒸發(fā)出來的氣體和塵埃組成的，直徑比彗核大得多，一般有幾萬千米，但是質(zhì)量很小，密度很低。

彗核和彗發(fā)合起來稱為“彗頭”。空間探測發(fā)現(xiàn)，有些彗星的彗頭外還包圍著一層氫原子構(gòu)成的云，稱為氫云或彗云。因此，普遍地說，彗頭是由彗核、彗發(fā)和彗云三部分組成。

彗星的軌道運動及其形態(tài)的變化，只有接近太陽時才會有彗尾出現(xiàn)

壯觀的彗尾是在彗星靠近太陽時才出現(xiàn)的。隨著彗星離太陽越來越近，彗尾逐漸由小變大、變長，直至彗星走到距太陽最近的一點。在逐漸遠離太陽的過程中，彗尾逐漸變小，直至消失。當(dāng)彗星接近太陽時，彗尾拖在后邊，當(dāng)彗星離開太陽遠走時，彗尾又成為前導(dǎo)。

彗尾分為兩大類：一類為“離子彗尾”，由離子氣體組成，如一氧化碳、氫、二氧化碳、碳、氫基和其他電離的分子。這類彗尾比較直，細而長。另一類為“塵埃彗尾”，是由微塵組成，是在太陽光子的輻射壓力下推斥微塵而形成，彗尾是彎曲的。

流星：“燃燒自己，照亮黑暗”

流星、流星雨和隕星是圍繞太陽運動的塵粒和固體團塊進入地球大氣圈所發(fā)生的現(xiàn)象。它們不僅帶來了遠方來客本身的寶貴信息，還因為流星體的碰撞把地球高層大氣的物理性質(zhì)展示了出來，流星現(xiàn)象是廣大公眾參與觀測最多的天文現(xiàn)象。

無論是偶發(fā)流星所發(fā)出的短暫而耀眼的光芒，還是像煙花一樣的流星雨，都使目擊者感到無比的震撼。更有人慨嘆，人的一生要像流星一樣，“燃燒自己，照亮黑暗”。

在太陽系除了行星、矮行星、小行星、彗星等天體圍繞太陽運行外，還有微小塵埃和固體團塊等空間物質(zhì)繞太陽運行。它們接近地球時可能受到地球引力的攝動而被地球吸引，從而進入地球大氣層。

進入大氣層后與大氣發(fā)生摩擦燃燒而發(fā)光，形成一道光跡。這就是我們看到的流星。人們喜愛流星，用神奇、優(yōu)美、明亮來形容它們，還把流星當(dāng)作“燃燒自己，照亮黑暗”的典型，借以鼓勵我們自己。

有一位流星愛好者寫道：“流星的美麗不僅僅在于光芒四射和瞬間即逝，更在于在滑落過程中甘愿灼燒的勇敢和執(zhí)著。”神秘的星空，因為有流星的存在而顯得更加美麗。

流星雨是由于流星群進入地球大氣層而產(chǎn)生的。流星群不同于一般的流星體，它們由許許多多流星體組成，沿著同一條軌道，順著同一個方向圍繞著太陽運行。

當(dāng)流星群和地球相遇時，就會有許多流星體接連不斷、浩浩蕩蕩地闖入地球的大氣層 , 形成流星雨。

千萬顆流星像一條條閃光的絲帶，好像從天空中某一點輻射出來，壯觀、美麗和激動人心。流星雨以輻射點所在的星座命名， 如仙女座流星雨、獅子座流星雨等。

實際上，這些流星并不是從某個“輻射點” 發(fā)出的，它們在天空中所走過的路線都是平行的，把它們看成出自一個點是我們的一種錯覺，這就如同我們看到火車的兩條鐵軌在很遠的地方好像會聚在一點的錯覺一樣。

流星雨的規(guī)模有大有小。大的時候真像傾盆大雨一般，有時在短時間內(nèi)， 在同一輻射點中能迸發(fā)出成千上萬顆流星。小的時候稀稀拉拉一小時中只出現(xiàn)幾顆流星。共同的特點是，所有流星的反向延長線都相交于輻射點。當(dāng)在天頂方向看到的流星每小時超過 1000 個，就稱之為“流星暴”。

我國古書對流星雨的壯觀場面的描寫相當(dāng)精彩：“有流星數(shù)千萬，或長或短，或大或小，并西行，至?xí)远埂！保ā端螘ぬ煳闹尽罚?461 年）“有星西北流，或如甕，或如斗，貫北極，小者不可勝數(shù)，天星盡搖，至曙乃止。”（《新唐書·天文志》，公元 714 年）

1833 年 11 月的獅子座流星雨是歷史上最為壯觀的一次大流星雨，每小時下落的流星數(shù)達 35,000 之多。美國東部波士頓地區(qū)的目擊者描述極為生動：“無數(shù)的流星流向四面八方，幾乎沒有空隙。有的流星比金星還亮，有的流星比月亮還大，宛如大片的雪花，紛紛飄落。”

目前所發(fā)現(xiàn)的流星群有 1000 個以上，每年可以看到的流星雨約四五十次。七大著名流星雨成為觀測的重點，它們是英仙座流星雨、天琴座流星雨、獅子座流星雨、雙子座流星雨、獵戶座流星雨、金牛座流星雨和天龍座流星雨。

（以上文本來自于《現(xiàn)代天文縱橫論》）