有它，4000米小行星襲來，地球也不怕_風聞

來源：中國科學報

編譯 ｜ 王方

根據9月23日發表於《自然-物理學》的一項研究，核爆炸產生的X射線衝擊波足以保護地球免遭小行星的撞擊。此類實驗尚屬首次。

美國約翰斯·霍普金斯大學物理學家Dawn Graninger表示，這項研究“為這一技術的有效性展示了一些令人驚歎的直接實驗證據，令人印象深刻”。

**核爆炸是否會改變一顆向地球飛來的小行星的軌道呢（示意圖）？**圖片來源：Detlev Van Ravenswaay

論文作者、美國桑迪亞國家實驗室物理學家Nathan Moore和同事設計了這個實驗，用以模擬如果在小行星附近引爆一枚核彈會發生什麼。此前，科學家研究了炸彈衝擊波的動能對小行星的影響。然而，這只是氣體膨脹帶來的結果，Moore團隊表示，核爆炸產生的大量X射線對改變小行星軌跡會有更大影響。

研究團隊使用桑迪亞國家實驗室的巨型核聚變反應堆“Z機”，通過磁場產生高温和強大的X射線，並向兩顆咖啡豆大小的模擬小行星發射。

Moore説：“大約有80萬億瓦的電流以1000億分之一秒的速度流過這台機器。這種強烈的電湧將氬氣壓縮成温度高達數百萬攝氏度的高温等離子體，並釋放出X射線泡。”

兩顆模擬小行星的直徑約為12毫米，由石英和二氧化硅製成，以代表太陽系中不同成分的小行星。每顆小行星都被一塊薄薄的箔片掛在真空裏。X射線泡撞擊小行星時，會像剪刀一樣切斷金屬箔，使其自由下落。

通過這樣的方式，研究人員在模擬的真空條件下觀察到X射線的真實撞擊。“這完全是新奇的。我以前從未聽説過這樣的做法。”Graninger説。

這項實驗僅持續了2000萬分之一秒，結果顯示，石英和二氧化硅樣品在蒸發前分別被加速到每秒69.5米和每秒70.3米。加速的原因則是X射線使小行星表面蒸發，當氣體從表面擴散時產生了推力。

Moore表示，研究結果表明，該技術可以擴展到直徑約4000米的更大的小行星上，從而將它們推離與地球碰撞的軌道。

“我們特別感興趣的是那些預警時間短的最大小行星。”Moore説，就它們而言，其他方法，如利用航天器撞擊小行星，就像美國國家航空航天局的雙小行星重定向測試（DART）2022年做到的那樣，“可能沒有足夠的能量使其偏離軌道”。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室物理學家Mary Burkey説，這是“第一批試圖搞清楚在地球上如何重現小行星核偏轉的重量級論文”。她指出，其他實驗正在探索這種可能性，包括使用隕石樣本更準確地模擬小行星的成分。

Moore希望對X射線偏轉技術進行更多測試，以提高其有效性。有一天，可能還會在太空中進行類似DART任務的測試，看看該技術對一顆真實小行星的影響。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7