来自太空的灾难
大约6600万年前，直径约10千米的奇克苏鲁布小行星撞击地球，导致地球陷入黑暗，引发了波及全球的数千米高的海啸，造成了全球范围内的生物大灭绝，以及持续了约10万年的全球变暖……
大约每1~2亿年，地球可能就会遭遇一次奇克苏鲁布大小的小行星撞击。来自更小的小行星撞击则更为常见。虽然更小的小行星不足以造成世界性的灾难，却仍然有可能摧毁整片局部区域。
目前，尽管人类还没有面临迫在眉睫的威胁，但科学家一直在研究如何避开未来可能出现的小行星撞击。为此，科学家提出了各种不同的行星防御机制。例如，2022年9月，NASA的DART（双小行星重定向测试）航天器就在距离地球1100万千米处撞击了一颗160米宽的小行星，成功地使其偏离轨道、证明了动能撞击是一种可用于防止小行星撞击地球的有效方法。
应对更大的小行星
然而，对于更大的小行星，仅仅依赖航天器的撞击可能不会奏效。对此，一个主要的声音是——使用核弹。核爆产生的大部分能量是以X射线的形式存在的。虽然由于太空中没有空气，所以不会有冲击波或火球，但这种X射线仍然具有强大的冲击力。
为了验证这一理论，一组物理学家在实验室中，模拟了当一个核弹在小行星附近引爆时可能发生的情况。实验结果表明，核爆产生的X射线暴，应该足以改变一颗朝地球袭来的小行星的运动轨迹。研究结果已经发表在近期的《自然·物理》杂志上。
在这项研究中，研究人员利用“Z脉冲功率设施”来产生高温且强大的X射线，在真空中向两颗咖啡豆大小的的模拟小行星发射X射线。Z脉冲功率设施有着“世界上最强的X射线机”的称号，能使用80万亿瓦的电力产生“世界上最亮的X射线闪光”。
这两颗模拟小行星直径约12毫米，分别由石英和熔融的二氧化硅制成，以反映太阳系中有着不同成分的小行星。两颗模拟小行星都被一块薄薄的箔片悬挂在真空里。当它们被X射线撞击时，箔片就会像被一把“X射线剪刀”一样剪断，使得小行星自由落体。如此一来，就可以模拟在太空的真空环境下观测到X射线的真实效应。
实验只持续了2000万分之一秒。在这两个实验中，研究人员都观察到X射线脉冲加热了这两个模拟小行星的表面，产生了蒸汽羽流，而这些蒸汽羽流又会产生向石英和二氧化硅转移的动量，分别导致了大约69.5米/秒和70.3米/秒的速度。这一结果标志着关于X射线如何影响小行星的预测首次得到了证实。
然后，研究人员利用这些测量结果，对这种X射线偏转方法进行了数值模拟。模拟结果表明，如果给予足够的提前通知的话，核爆产生的X射线可以使一颗直径约为4千米的小行星发生偏转。
更多的实验
这完全是新奇的实验。或许有朝一日，科学家也可能在太空中进行类似DART任务的测试，以观察X射线对小行星的真正影响。但在此之前，研究人员希望能对X射线偏转技术进行更多的实验测试，以提高有效性。
鉴于小行星可能有很多种不同形式，研究人员建议，未来的实验可以使用由其他材料构成的样本，并使用不同的X射线脉冲来进行测试，因为由X射线脉冲产生的蒸汽羽流取决于小行星的化学成分。
#创作团队：
编译：不二北斗
排版：雯雯
#参考来源：
https://www.nature.com/articles/s41567-024-02633-7
https://www.nature.com/articles/d41586-024-03128-4
#图片来源：
封面图&首图：BENG-ART / Pixabay
