7年后小行星要撞地球了？
撞击概率超过车祸死亡率？
撞击威力堪比500颗原子弹？
联合国首次启动《行星安全协议》？
我们还能躲避吗？
且听专业解读——
最近，国内外许多媒体纷纷报道，最近新发现的一颗编号为 2024 YR4 的小行星，预计有可能在2032年底与地球相撞，概率高达1/45，为此联合国 首次启动《行星安全协议》 。消息引发民众关注，也带来一大波流量。在各路媒体竞相报道中，也流出许多误导。 例如联合国启动《行星安全协议》，撞击概率超过车祸死亡率，小行星撞击进入倒计时……这些都是错误描述。 那么实际情况到底是什么样的？我们应当如何应对这次威胁呢？
“杀手”现身触发警报
2024年12月27日，小行星撞击临近警告系统（Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System，ATLAS）智利站新发现了一颗阿波罗型小行星，临时编号 2024 YR4。对光谱和光度时序的初步分析表明，这颗小行星是一颗石质小行星，自转周期约为 19.5 分钟。目前尚无法准确测定其直径。如果假定其反射率在5%~25%，那么直径可能在40~90米之间。
欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）对小行星 2024 YR4 的追踪 | 图源：ESO/O. Hainaut et al.
很快，它的初步轨道也被计算出来。12月25日（被发现前2天）它从最接近地球的82.8万公里处飞过，目前正在远离。据测算，2032年12月22日，它将有1.8%的概率与地球相撞。这样的数据触发了“都灵”3级警报。
“都灵指数”示意图 | 图源：Wikipedia
“都灵指数”（Torino scale）是一种对与小行星和彗星等近地天体撞击危险进行分类的相对简单的方法。 当小行星直径在20~100米之间，撞击概率超过1%就会触发3级。这是自2004年底99942号小行星阿波菲斯（99942 Apophis）曾连续4天被评级为都灵4级后，出现的最高等级撞击风险。另外还有一套风险评价指标叫“巴勒莫指数”（Palermo Technical Impact Hazard Scale），计算方式更为复杂。
小行星 2024 YR4 的轨道 | 图源：astorb.com
撞击概率动态调整
事实上，随着我们的观测数据越来越多，轨道参数是在不断修正的，小行星撞击概率也是在动态调整的，它和轨道的不确定性有关。对 2024 YR4 撞击概率的判断，从一开始的1.2%（约1/83），一度达到2.4%（约1/43），现在又降低到2.02%（约1/50）。（注：截至2025年2月8日，NASA“哨兵”撞击概率 2.1%，NEOCC@ESA 撞击概率 2.02%，NEODyS-2 撞击概率 1.62%，中国科学院国家空间科学中心“锐警”系统 SHARP-TWS 撞击概率 1.63%）
美国航天局有个小行星撞击风险预警系统“哨兵”（Sentry），你可以理解为是小行星撞击风险排行榜。在这个榜单上现有32个目标，绝大多数撞击概率都在0.1%以下，所以这个2%是不是就显得比较扎眼了呢？（事实上 2024 YR4 在榜单中排行第二，当前占据第一位的是 2010 RF12，只不过因为它的直径仅7米，都灵指数为0。）
小行星撞击风险排行榜 | 图源：JPL/Sentry
我们不妨拿气象部门预测台风登陆点来比喻这个撞击概率，比方说台风还在海面上，此刻预测有长达1000公里的海岸线都有可能成为登陆点，而地球是这条1000公里海岸线上一个直径10公里的小镇，于是撞击概率大约就是1%。观测的小行星时间越久，轨道弧段越来越长，对其轨道掌握得越来越精准，不确定性自然就会下降。可能遭受登陆的“海岸线”就会越来越短，如果小镇依然在这条海岸线上，那么概率就会增加；如果小镇完全不在其上，那么台风在小镇登陆的概率就变成0了。
2024 YR4 发现时的位置和2032年12月可能发生撞击时的位置 | 图源：IAWN
刚才提到的小行星阿波菲斯，2004年曾推测其在2029年4月13日与地球碰撞的概率达到史上最高的 2.7%，这也是为什么它获得古埃及神话中破坏、混沌、黑暗的化身阿波菲斯的名字，中文译名毁神星。不过，后来预测其在2029年与地球最近距离为38017公里，轨道不确定性只有45公里，因此碰撞概率几乎为0，早已被移出小行星撞击风险榜单。
2025年2月8日预测的 2024 YR4 的风险走廊，图上的红点扫过的区域有潜在撞击风险，走廊上最大城市为印度孟买 | 图源：行星防御与利用
有人说，即便是保持着2% 的碰撞概率，也已经超过了一枚硬币连续扔5次全部得到正面的概率。但是你反过来想想，2% 的碰撞概率，也就意味着有 98% 的概率是撞不上的，不是吗？
风险可测规模有限
那么 2024 YR4 的破坏力可能多大呢？美国航天局的估算其直径为54米，假设密度为2.6 g/cm³（石质小行星的典型密度），那么撞击地球的影响范围约为50公里，将释放760万吨TNT当量，相当于500颗广岛原子弹。与之可类比的是1908年6月30日发生在俄罗斯西伯利亚的通古斯大爆炸 （可戳文章→ 进一步了解） ，爆炸摧毁了方圆2000平方公里约8千万棵树。学界至今尚未确定是什么天体造成了这一事件，但大体认为是一颗直径约65米的小天体闯入地球大气，并在数千米高空发生爆炸。正因为通古斯事件，联合国确定每年的6月30日为国际小行星日，希望国际社会关注小行星带来的影响。
通古斯大爆炸现场 | 图源：网络
2024 YR4 是否将重现通古斯的末日场景呢？通常来讲，小行星进入地球大气后会剧烈燃烧，形成巨大的火球。对一颗直径为数十米的石质小行星而言，往往大部分都会被烧掉。并且，由于小行星本身形状、密度的不均匀性，在高速飞行中所受压力存在明显差异，因此多数会产生空爆，变成许多碎片落到地面，形成陨石雨。2013年俄罗斯车里雅宾斯克的陨石坠落事件所呈现的就是这种状况。其母体直径大约为 17米，在距离地面约23公里处爆炸，数平方公里内7000多栋房屋不同程度受损，近1500人受伤。不过，这些伤害主要是由空爆产生的冲击波造成的。散落在地面的陨石都很小，被发现的最大陨石坑直径不过6米。
车里雅宾斯克小行星撞击事件 | 图源：Wikipedia
虽然 2024 YR4 比车里雅宾斯克小行星大不少，但是，最有可能出现的情况仍然是空中爆炸解体，产生巨大冲击波。而其波及范围有可能达到上千平方公里，这才是最需要警惕和提防的。
掌握信息胜于蛮干
面对这样一个真实存在的威胁，我们应当如何应对呢？有人问，我们能不能先下手为强，先把小行星炸了彻底消除威胁？
《孙子》曰：“知己知彼，百战不殆。”最大的威胁来自于未知。截至目前，我们已经对小行星 2024 YR4 积累了46天（弧段长度）近400次观测记录，对其轨道进行了更精确的测定，这将有助于我们判断撞击可能性，以及撞击位置。然而，对其大小、密度、地质环境等要素仍然一无所知。盲目行动很可能事倍功半，达不到预期效果，甚至弄巧成拙，反受其害。
2024 YR4 过去30年星历表。纵坐标为视星等，数值越大亮度越暗。| 图源：NASA/JPL-Caltech/CNEOS
2024 YR4 未来5年星历表。纵坐标为视星等，数值越大亮度越暗。| 图源：NASA/JPL-Caltech/CNEOS
这颗小行星个头不大，亮度很弱，这增加了观测难度。值得注意的是，它被发现时刚好是离地球比较近的时候，12月底视星等一度达到最亮的16等左右。用模型回溯至2000年，发现其亮度就没有超过20等的。要知道，星等数字越小表示越亮，数字相差1，亮度相差 2.512 倍。2016年末是过去20年前第二亮的，却也只有不到21等，比这次暗了100倍。而之后的4年大部分时候暗于28等，这是无法观测到的亮度，直到2028年底，它再次达到20等。应该说那时候将是最为关键的时刻。第一，经过那么多年，小行星轨道是否会发生较大改变？第二，那是2032年潜在的撞击发生前几乎最后一次观测窗口。第三，距离潜在的撞击只有4年，如果真要采取行动，估计到那时候也将是“最后关头”了。
现在最强大的红外波段空间望远镜“詹姆斯·韦布” 已经计划在3月和5月对小行星 2024 YR4 进行观测，以进一步提升轨道精度，降低不确定性。同时通过红外波段观测有望进一步约束小行星的尺寸。
应对工作已经启动
在2028年前，最宝贵的一段时间就是2025年第一季度。现在几乎所有媒体都在说联合国首次启动《行星安全协议》。不过，这是来自国外媒体的误传，所谓《行星安全协议》根本不存在。但是联合国和平利用外层空间事务办公室（UNOOSA）确实已开展工作。
全球应对小行星碰撞风险方面有两个重要组织，分别是国际小行星预警网（IAWN）和空间任务规划咨询组（SMPAG），都是在UNOOSA框架下成立的。前者的目标是协调全球资源开展小行星联合观测；后者的职能是当发现小行星存在较高撞击风险时，决定人类将如何应对。如果小行星的尺寸大于10米、撞击概率超过1%，IAWN就要向UNOOSA通报。如果小行星尺寸大于50米，且撞击时间将发生在50年内、撞击概率超过1%，SMPAG将启动相应工作。这项协调机制在2017年确立下来。这次小行星 2024 YR4 的出现是这两个组织真正意义上首次启动应对工作。中国于2018年加入这两个组织。
中国代表团在第62届联合国外空委科技小组会上发言 | 行星防御与利用
2月4日至6日，联合国和平利用外层空间事务办公室科技小组会在维也纳举行，IAWN和SMPAG先后组织专题会议研究讨论2024 YR4的监测和处置考虑。中国国家航天局也派出代表参会。经研究讨论，SMPAG，当前没有必要立即采取行动规划任何太空任务，建议在本可见期内继续积极监测以进一步推算撞击概率和天体尺寸。随后，在今年4月底5月初有可能再次举行会议，以进一步确定是否采取行动。
现阶段如何应对 2024 YR4的风险？如果用一句顺口溜来总结就是：有风险，不必慌，加紧观测不怠慢。
参考资料：
[1] International
Asteroid Warning Network (https://iawn.net/obscamp/2024YR4/index.shtml)
[2] Potential
for Impact of Near-Earth Asteroid 2024 YR4 on 22 December 2032 (https://iawn.net/obscamp/2024YR4/index.shtml）
[3] Impact
Risk Data @ Sentry (https://cneos.jpl.nasa.gov/sentry/)
[4] 太阳系小天体轨道与观测仿真平台 (https://www.astorb.com/)
[5] 2024 YR4@ Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/2024_YR4)
[6] 国际天文学联合会小行星中心 (https://www.minorplanetcenter.net/db_search/show_object?object_id=2024+YR4)
[7] 99942
APOPHIS @ ESA (https://neo.ssa.esa.int/search-for-asteroids?tab=closeapp&des=99942%20Apophis)
[8] 这颗小行星7年内真会撞地球？会撞到哪里？@ 中国科学报 ()
[9] 小行星2024
YR4 撞击风险通报：1.63%-2.1% 【2024-02-13】@ 行星防御与利用 ()
作者：施韡（上海天文馆展教中心 副研究馆员）
鸣谢：李明涛（中国科学院国家空间科学中心 研究员）
编辑：格蕾丝
审核：水仙
图源：已在文中标注
