小惑星が地球に衝突する確率は3.1%？慌てないでください、それは単なる評価です!防御システムが配備されている

最近、「2024 YR4」という番号の付いた小惑星が「7年後に地球に衝突するかもしれない」という話題が、インターネット上で白熱した議論を巻き起こしている。

中国の天文学専門家は、現在の衝突確率はあくまでも推定値であり、現在より重要なのは継続的な観測と軌道計算を行うことだと述べた。将来、人類にとって明らかな脅威となったとしても、防衛戦略は数多く存在します。中国はすでに「地球近傍小惑星防衛システム」の配備を開始しており、世界中の科学者も「惑星防衛」に基づいて協力している。

小惑星が地球に衝突した。この「エイリアン」とは誰でしょうか？

「2024 YR4」は2024年12月27日に初めて発見された。この小惑星は直径40～90メートルと推定され、建物ほどの大きさで、その破壊力は大きさよりも速度によるところが大きい。地球に衝突した場合、その速度は時速約4万マイル（時速64,000キロメートル）になる。最も可能性の高いシナリオは、大気圏に突入した後に空中爆発が起こるというもので、これは都市を破壊するのに十分な、約770万トンのトリニトロトルエン（TNT）のエネルギーを持つ爆発に相当します。

▲小惑星「2024 YR4」 画像出典：CNN

しかし、「2024 YR4」の大きさは「惑星の破壊者」レベルの小惑星とは程遠い。 「惑星キラー」小惑星とは、生命に壊滅的な影響を及ぼす可能性がある直径1キロメートル以上の宇宙の岩石である。恐竜絶滅の原因となった小惑星の直径は約10キロメートルだったと推定されています。

NASAの天文学者たちは2025年1月初旬から望遠鏡を使って小惑星を追跡している。現在、小惑星は地球から4800万キロ以上離れている。 「2024 YR4」小惑星の発見後、専門家は当初、衝突確率を1％と推定した。その後、この確率は急激な上昇傾向を示しました。 NASAが2月18日に発表した最新の計算結果によると、この小惑星が2032年12月22日に地球に衝突する確率は3.1％となり、現代の予測記録の中で最も脅威的な宇宙の岩石となった。

天文科学の専門家である曹林氏は、「予測される確率が変わる理由は、小惑星が地球に衝突する確率の計算方法が、軌道計算の誤差、照明、大きな天体の重力などの要因の影響を受けるためだ」と述べた。 「これは天気予報に似ています。時間が近ければ近いほど、予測は正確になります。」

▲中国科学院紫金山天文台は雲南省姚安で11回目の小惑星衝突早期警報を実施した。写真は観測画像です。画像出典: CCTVニュース

地球に脅威を与える小惑星は2,000個以上知られています。

小惑星はどのように定義されますか?アメリカ航空宇宙局（NASA）は、下限は直径1メートルと定義していますが、直径10メートルだと考える人もいます。なぜ10メートルと定義されているのでしょうか?北京大学地球宇宙科学学院の焦衛新教授は、直径10メートル以上の小惑星は地球の大気圏に突入しても燃え尽きることはなく、少なくとも一部の流星体は地球の表面に落下すると説明した。

▲2020年12月23日7時23分、青海省玉樹とチベット自治区チャムドの合流地点で「火の流星」が空を横切り、地面に落下した。画像出典: CCTVニュース

小惑星は、その位置によって、地球の近くを周回する地球近傍小惑星、火星と木星の間に分布するメインベルト小惑星、トロヤ群小惑星の 3 つのタイプに分けられます。

焦維新氏は、地球近傍小惑星とは、近日点距離（地球と太陽の最接近距離）が1.3AU（AUは天文単位で、地球と太陽の平均距離は1AU、約1億4960万キロメートルとされている）未満の小惑星をいうと述べた。地球近傍小惑星は、位置の違いによってアモール、アポロ、アタン、アッティラに分類されます。

地上の望遠鏡の性能が向上したことにより、数メートルの大きさの小惑星も観測できるようになりました。 2021年現在、科学者たちは27,000個の地球近傍小惑星を発見しています。科学的には、地球に潜在的に危険な小惑星は PHA という記号で表されます。 2021年2月2日現在、科学者は合計2,216個のPHAを発見しており、これは地球に潜在的な脅威をもたらす小惑星が2,000個以上あることを意味しています。小惑星探査が深まるにつれて、この数は増え続けています。

2023年11月、Mozi Sky Survey Telescopeは2つの新しい地球近傍小惑星、2023 WX1と2023 WB2を発見しました。このうち、2023 WX1は地球との最小軌道ランデブー距離が0.0416天文単位で、推定直径は約170メートルとなっている。それは潜在的に脅威となる小惑星（PHA）です。

これら2,000個以上の小惑星は確実に地球に衝突するのでしょうか？必ずしもそうではありません。 「これらの天体が地球に衝突するとより危険だと言っているだけです。さらに、小惑星は小さすぎるため、その軌道は大きな天体の影響を受けやすいです。科学者は地球に災害は起こらないと予測していますが、他の天体の影響を受けた後、どんどん近づいてくるかもしれません。そのうちのいくつかは、現在地球に潜在的な脅威を与えているように見えますが、他の要因によりどんどん遠ざかっており、データは動的に発展しています」と焦維新氏は説明した。

地球への小惑星の衝突は根拠がないわけではない

「小惑星が地球に衝突するという噂は根拠のないものではない」と焦維新氏は語った。 2013年2月15日、ロシアのチェリャビンスクで小惑星の衝突が発生しました。小惑星が大気圏に突入したとき、上空に長さ約10キロメートルの軌跡を残した。小惑星の主な破片はチェバルクル湖に衝突した。この事件で1,491人が負傷した。

歴史を通じて、地球は大きな大変動を経験しており、約 200 個の隕石クレーターが確認されています。地表や河川の流路の変化により、一部の隕石クレーターは特定できなくなっています。

たとえば、ツングースカ大爆発は、1908 年 6 月 30 日午前 7 時 17 分に、現在のロシアのシベリアで発生しました。この爆発はTNT火薬2,000万トンに相当すると推定され、2,150平方キロメートルの範囲内にある8,000万本の木がすべて燃えたり倒れたりした。

焦維新氏は、直径約60～190メートルの小惑星が大気圏での激しい摩擦と不均一な加熱により地上約6～10キロメートルで爆発し、ツングースカの森全体が破壊されたというのが現在の見解であると述べた。

同氏は、地球への小惑星衝突の危険が依然として存在する主な理由は3つあると述べた。第一に、膨大な数の物体がまだ発見されていない。私たちが観察した数はわずか10％程度です。まだ発見されていない天体は多く存在し、それらの天体が地球に衝突するほど危険であるかどうかは分かっていません。 2020年8月中旬、「2020 QG」と番号が付けられたSUVサイズの地球近傍小惑星が地球の至近距離を通過した。まさに出発しようとした瞬間、NASAの探査機によって発見されたが、これは6時間後の出来事だった。

2つ目の理由は、短周期彗星などの招かれざる客が突然現れ、偶然に太陽系内に侵入し、人類がその軌道を判定することがさらに困難になることです。例えば、シューメーカー・レヴィ第9彗星は、1994年7月8日に木星の強い重力の影響で21個の小さな破片に分裂し、1994年7月16日に時速21万キロメートルの速度で木星の南半球に衝突しました。最も威力が大きいのはG破片で、TNT火薬換算で6メガトンに達し、その破片が引き起こす「傷跡」は地球の直径よりも大きいと予想されています。

シューメーカー・レヴィ第9彗星の木星への衝突は、太陽系における木星の「宇宙掃除機」としての役割を浮き彫りにした。その強力な重力は多くの彗星や小惑星を吸収することができます。彗星が木星に衝突する確率は地球の2,000～8,000倍です。地球は非常に有利な位置にあり、木星によって保護されているため、居住可能な惑星となっています。

3番目の理由はヤルコフスキー効果です。これは小惑星が太陽光を吸収して熱を放出するときに、小惑星に小さな圧力をかける効果です。たとえば、小惑星 6489 ゴレフカの観測によると、その位置は 1991 年から 2003 年の間に予想よりも 15 キロメートル移動しました。

さまざまな方法で小惑星の脅威を排除できる

小惑星が地球に衝突する危険性はどれくらい大きいのでしょうか? 「小さいものの方が数が多いので、その確率は高い」と焦維新氏は語った。統計法則によれば、直径が30メートル未満であれば上層大気で分解し、通常は地上で死傷者を出すことはない。直径が30メートル以上100メートル未満のこの天体は、下層大気で燃えて崩壊し、地上に局所的な衝突を引き起こすでしょう。

直径が100メートル以上300メートル未満の小惑星は地球の表面に直接衝突し、直径数キロメートルのクレーターを形成する可能性があります。発生した塵は直径10キロメートルの領域に影響を及ぼすでしょう。

直径が300メートル以上600メートル未満の小惑星は、25,000年の間隔で約50万人の死者を出す、最小レベルの地球規模の災害を引き起こすでしょう。

直径が600メートル以上1,000メートル未満の小惑星は、7万年以内に死者約500万人を出す中程度の地球規模の災害を引き起こすだろう。

直径が 1 km を超え 5 km 未満の小惑星は、地球全体に被害を与え、10 億人以上の死者を出すほどの大きさで、数百万年に 1 回程度発生します。

焦維新氏は、人類が小惑星の衝突を避けるための主な対策が10あると紹介した。 1つ目は、観測を強化し、軌道状況を把握するための早期予測を行うことです。第二に、動的衝撃により軌道が変わります。 3番目に、軌道を変更するロケットを設置します。 4番目は、ソーラーセイル推進です。 5番目は重力トラクターです。 6番目は、小惑星の近くで核爆発が起こることです。 7番目は、小惑星内部での核爆発です。 8番目は、マスプロジェクターです。 9番目はレーザーアブレーションです。 10番目は、太陽エネルギーを利用して物質を気化させ、推力を発生させます。

その中で、動的衝撃のための探査機を打ち上げる計画はすでに実行されている。アメリカは2021年11月、比較的近い天体に向けて2機の衛星「DART」を打ち上げ、直径約780メートルの大型小惑星と、直径160メートルの「小型衛星」に衝突させた。

さらに、1996 年 1 月には、米国は「地球近傍小惑星年代測定」探査機を打ち上げました。小惑星への飛行中、探査機は16万枚の写真と大量の貴重な資料を地球に送信し、科学者に他の小惑星や彗星の将来の探査のための多くの重要な参考資料を提供した。探査機は32億キロの距離を飛行した後、小惑星「エロス」の軌道に無事入った。 2001年2月12日、探査機は小惑星エロスへの着陸に成功し、史上初の探査機と小惑星の再会を果たした。

2014年、日本は小惑星探査機「はやぶさ2」を打ち上げ、接触・離脱方式で小惑星のサンプルを採取し地球に持ち帰った。

中国、地球近傍小惑星防衛システムの配備を開始

中国国家宇宙局の呉延華副局長は、2023年に中国はまず地上と宇宙の小惑星監視・早期警戒システムの構築を強化しなければならないと明らかにした。それらをカタログ化することだけでなく、どれが重要であるかを分析して判断することが重要です。また、これらの脅威を排除することが可能かどうかについて技術的な研究を行い、重要な問題に取り組むことも必要です。

中国は小惑星探査能力を向上させると同時に、地球近傍小惑星防衛システムの構築も開始する必要がある。呉延華氏は、中国は第14次5カ年計画の終了時、あるいは2025年、2026年に脅威となる小惑星の精密観測、接近衝突、軌道変更の技術実験を実施し、小惑星などの地球外天体が地球に及ぼす脅威に対する中国の今後の対応に新たな貢献をするよう努めると明らかにした。

2023年10月22日、中国深宇宙探査実験室所長兼主任科学者で中国工程院院士の呉維仁氏は中国科学技術協会年次総会で、中国は今後10年以内に初の「地球近傍小惑星防衛ミッション」を打ち上げ、「護衛＋運動エネルギー衝突＋護衛」モードを採用する計画だと述べた。衝突体が目標の小惑星に運動学的衝突を実行すると、探査機は衝突プロセス全体を観測し、衝突後も衝突影響評価と科学的探査を継続し、単一のミッションで「運動学的衝突+宇宙ベースの評価」を実現します。

具体的なアプローチとしては、地球から数千万キロ離れた数十メートルサイズの小さな天体を狙い、そこから1000万キロ離れた地点に衝突体を打ち上げて軌道を変え、その効果を評価するというものです。このミッションの目的は、小惑星の地球への衝突を防ぐ能力を検証し、「正確に衝突させ、押し出し、計測し、明確に説明する」という目標を達成することです。

最近、国家国防科学技術工業局重点特殊工程センターは募集公告を出し、「惑星防衛職」の従業員3名を公募した。 「惑星防衛局」の職員が行う任務は、主に地球近傍小惑星の監視と早期警戒研究であると理解されている。

出典：人民日報オンライン、CCTV.com、中国科学日報、科学普及中央キッチン、斉魯晩報、科技日報