在太陽(yáng)系中，除了太陽(yáng)、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(yáng)運(yùn)行。這些小天體都可能保留了太陽(yáng)系形成時(shí)的原始物質(zhì)，成為科學(xué)家研究的重要對(duì)象。

一些近地小行星可能會(huì)闖進(jìn)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(ài)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(guò)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(hào)”木星探測(cè)器訪問(wèn)了 951 號(hào) Gaspra 小行星，從而獲得了第一張高分辨率的小行星照片。

首個(gè)被確認(rèn)擁有衛(wèi)星的 243 號(hào)小行星艾達(dá)

空間探測(cè)表明，不規(guī)則的形狀成為所有小行星的共同特點(diǎn)。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(méi)有大氣的散射，太陽(yáng)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(yuǎn)是黑暗的，太陽(yáng)和星星同時(shí)在天空中閃閃發(fā)光。

絕大多數(shù)小行星距離太陽(yáng)都比火星遠(yuǎn)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?jī)r(jià)值陡升，一些小行星時(shí)刻被人類監(jiān)測(cè)著，正在尋求辦法防止它們對(duì)地球的侵犯。

小行星雖然個(gè)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(yáng)公轉(zhuǎn)。小行星在公轉(zhuǎn)的同時(shí)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(guò)，也有軌道的偏心率非常大的。我國(guó)紫金山天文臺(tái)盱眙觀測(cè)站發(fā)現(xiàn)的一顆軌道比較奇特的小行星 2010EJ104，偏心率達(dá)到0.901。其遠(yuǎn)日點(diǎn)到了海王星軌道之外，而點(diǎn)則在火星軌道附近。它繞日運(yùn)行一周需 100.29 年。

小行星分布示意圖

大約在 6500 萬(wàn)年以前，地球是恐龍的樂(lè)園。那時(shí)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(niǎo)兒一樣在天上飛的恐龍，有能像魚(yú)兒一樣在水里游的恐龍。

恐龍成為當(dāng)時(shí)地球上的統(tǒng)治者，它們?cè)诘厍蛏弦呀?jīng)無(wú)憂無(wú)慮地存活了 1 億多年，比現(xiàn)今人類的歷史長(zhǎng)得多。但是，就在 6500 萬(wàn)年前，恐龍突然從地球上消失了，同時(shí)地球上的許多物種也絕滅了。

之所以說(shuō)恐龍滅絕在 6500 萬(wàn)年前，是因?yàn)橹两駴](méi)有發(fā)現(xiàn)任何一塊恐龍化石的年齡是短于 6500 萬(wàn)年的。

著名的美國(guó)物理學(xué)家阿爾瓦雷茨（Luis Walter Alvarz）的出名不僅因?yàn)樗@得了 1968 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，更因?yàn)樗紫忍岢?6500 萬(wàn)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(shuō)。

他的論文發(fā)表在 1980 年的《科學(xué)》雜志上。

一個(gè)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?chē)纬梢坏篮窈竦狞S色灰塵圈，遮天蔽日達(dá)數(shù)月之久，使得許多植物不能生長(zhǎng)，許多動(dòng)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(shí)發(fā)現(xiàn)，屬于 6500 萬(wàn)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?yàn)樽矒舻厍虻男⌒行巧系你K族元素特別高的緣故。后來(lái)研究表明，當(dāng)年撞擊點(diǎn)在墨西哥北部的尤卡坦半島。

人們?cè)H眼看到過(guò)小天體撞擊地球的事件。1976 年 3 月 8 日在我國(guó)東北吉林地區(qū)發(fā)生了一次世界罕見(jiàn)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(dá) 2700 千克，其中 1 號(hào)隕石重 1770 千克，它在地面上砸了一個(gè)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(diǎn)左右通古斯地區(qū)上空突然出現(xiàn)一個(gè)比太陽(yáng)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(shì)沖向地面，在通古斯上空 8 千米處猛烈爆炸，發(fā)出的強(qiáng)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(mén)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(jì)，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(jiàn)，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(cè)可能飛近地球的小行星，并精確預(yù)測(cè)其飛行軌道。

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

除了監(jiān)測(cè)，許多國(guó)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(yùn)行軌道。

人們首先想到的是威力強(qiáng)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(jì)，攔截直徑不超過(guò) 100 米的小行星，需要一顆數(shù)萬(wàn)噸級(jí)的核彈。而攔截直徑接近 1 千米的小行星，則需要利用百萬(wàn)噸級(jí)的核彈。

還有一個(gè)辦法是利用強(qiáng)激光系統(tǒng)摧毀來(lái)犯小行星，不過(guò)目前還沒(méi)有這樣的激光系統(tǒng)。強(qiáng)激光系統(tǒng)具有速度快、精度高、攔截距離遠(yuǎn)以及不受外界電磁波干擾等優(yōu)點(diǎn)。

不過(guò)，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(gè)推力，迫使它偏離原來(lái)的軌道，“差之毫厘，失之千里”，只要將其軌道偏離一點(diǎn)點(diǎn)，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(jìn)行核彈爆炸，迫使小行星偏離原來(lái)的軌道；利用強(qiáng)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(gè)質(zhì)量大的人造天體放在小行星附近，作為“引力拖車(chē)”經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)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(tái)大型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或者把一面“太陽(yáng)帆”附著在小行星上，以此把小行星推離它原來(lái)的運(yùn)行軌道。

小行星的地質(zhì)勘探和開(kāi)發(fā)利用

2003 年日本發(fā)射“隼鳥(niǎo)號(hào)”小行星探測(cè)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(zhǎng)約 540 米，寬約 300 米， 體積較小。

日本科學(xué)家實(shí)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(niǎo) 2 號(hào)”探測(cè)器，用來(lái)對(duì)龍宮（Ryugu）小行星進(jìn)行探測(cè)和取樣。這是一顆特別古老的小行星，算得上是太陽(yáng)系早期的遺物。

糸川小行星和“隼鳥(niǎo)號(hào)”小行星探測(cè)器

小行星也像地球一樣有著堅(jiān)實(shí)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(guò)的小行星有1500 多顆，估計(jì)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(jì)，第 241 號(hào)小行星“Germania”上所具有的礦產(chǎn)資源價(jià)值達(dá)到 95.8 萬(wàn)億美元， 超過(guò)了目前全世界的 GDP 總量，多么誘人！

2016 年，美國(guó)發(fā)射“奧西里斯”探測(cè)器奔赴小行星“貝努”，用兩年的時(shí)間對(duì)其表面進(jìn)行測(cè)繪和探礦，進(jìn)行取樣，至少采集 60 克樣本裝進(jìn)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(guó)西北部的西雅圖成立的行星資源公司，吸引到不少社會(huì)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(qián)，還有很長(zhǎng)的路要走。其困難是成本太高、技術(shù)復(fù)雜和缺乏經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)國(guó)家航空航天局即將實(shí)施的一項(xiàng)從小行星取回物質(zhì)返回地球的項(xiàng)目，取回 60 克物質(zhì)耗資大約 10億美元，只是大量投錢(qián)，還談不上賺錢(qián)。

直徑約 160 千米的 241 號(hào)小行星礦藏豐富，但離地球太遠(yuǎn)，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(dá)的小行星。

長(zhǎng)尾游子彗星

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

廣大天文愛(ài)好者則非常喜愛(ài)彗星，盼望著彗星的到來(lái)。彗星已成為天文學(xué)家研究太陽(yáng)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(lái)水、冰和有機(jī)物的彗星會(huì)不會(huì)再闖地球帶來(lái)毀滅性的打擊？

彗星結(jié)構(gòu)示意圖

彗星躲藏在離太陽(yáng)非常遠(yuǎn)的奧爾特云團(tuán)中。這個(gè)球狀云團(tuán)是 50 億年前形成太陽(yáng)和行星等天體的星云的殘余物質(zhì)，正好把太陽(yáng)系包裹起來(lái)。

云團(tuán)中大約有千億顆彗星。彗星只有運(yùn)行到離太陽(yáng)比較近時(shí)才能被肉眼看見(jiàn)。起初人們只能看到一個(gè)發(fā)光的云霧狀斑點(diǎn)，斑點(diǎn)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(guò)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(yáng)時(shí)，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(yáng)的輻射作用下由彗核中蒸發(fā)出來(lái)的氣體和塵埃組成的，直徑比彗核大得多，一般有幾萬(wàn)千米，但是質(zhì)量很小，密度很低。

彗核和彗發(fā)合起來(lái)稱為“彗頭”。空間探測(cè)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(shuō)，彗頭是由彗核、彗發(fā)和彗云三部分組成。

彗星的軌道運(yùn)動(dòng)及其形態(tài)的變化，只有接近太陽(yáng)時(shí)才會(huì)有彗尾出現(xiàn)

壯觀的彗尾是在彗星靠近太陽(yáng)時(shí)才出現(xiàn)的。隨著彗星離太陽(yáng)越來(lái)越近，彗尾逐漸由小變大、變長(zhǎng)，直至彗星走到距太陽(yáng)最近的一點(diǎn)。在逐漸遠(yuǎn)離太陽(yáng)的過(guò)程中，彗尾逐漸變小，直至消失。當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí)，彗尾拖在后邊，當(dāng)彗星離開(kāi)太陽(yáng)遠(yuǎn)走時(shí)，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(xì)而長(zhǎng)。另一類為“塵埃彗尾”，是由微塵組成，是在太陽(yáng)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(yáng)運(yùn)動(dòng)的塵粒和固體團(tuán)塊進(jìn)入地球大氣圈所發(fā)生的現(xiàn)象。它們不僅帶來(lái)了遠(yuǎn)方來(lái)客本身的寶貴信息，還因?yàn)榱餍求w的碰撞把地球高層大氣的物理性質(zhì)展示了出來(lái)，流星現(xiàn)象是廣大公眾參與觀測(cè)最多的天文現(xiàn)象。

無(wú)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(wú)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(yáng)系除了行星、矮行星、小行星、彗星等天體圍繞太陽(yáng)運(yùn)行外，還有微小塵埃和固體團(tuán)塊等空間物質(zhì)繞太陽(yáng)運(yùn)行。它們接近地球時(shí)可能受到地球引力的攝動(dòng)而被地球吸引，從而進(jìn)入地球大氣層。

進(jìn)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(ài)流星，用神奇、優(yōu)美、明亮來(lái)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(lì)我們自己。

有一位流星愛(ài)好者寫(xiě)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(guò)程中甘愿灼燒的勇敢和執(zhí)著。”神秘的星空，因?yàn)橛辛餍堑拇嬖诙@得更加美麗。

流星雨是由于流星群進(jìn)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(gè)方向圍繞著太陽(yáng)運(yùn)行。

當(dāng)流星群和地球相遇時(shí)，就會(huì)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(wàn)顆流星像一條條閃光的絲帶，好像從天空中某一點(diǎn)輻射出來(lái)，壯觀、美麗和激動(dòng)人心。流星雨以輻射點(diǎn)所在的星座命名， 如仙女座流星雨、獅子座流星雨等。

實(shí)際上，這些流星并不是從某個(gè)“輻射點(diǎn)” 發(fā)出的，它們?cè)谔炜罩兴哌^(guò)的路線都是平行的，把它們看成出自一個(gè)點(diǎn)是我們的一種錯(cuò)覺(jué)，這就如同我們看到火車(chē)的兩條鐵軌在很遠(yuǎn)的地方好像會(huì)聚在一點(diǎn)的錯(cuò)覺(jué)一樣。

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

我國(guó)古書(shū)對(duì)流星雨的壯觀場(chǎng)面的描寫(xiě)相當(dāng)精彩：“有流星數(shù)千萬(wàn)，或長(zhǎng)或短，或大或小，并西行，至?xí)远埂！保ā端螘?shū)·天文志》，公元 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(shū)·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(shí)下落的流星數(shù)達(dá) 35,000 之多。美國(guó)東部波士頓地區(qū)的目擊者描述極為生動(dòng)：“無(wú)數(shù)的流星流向四面八方，幾乎沒(méi)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(gè)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(cè)的重點(diǎn)，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(lái)自于《現(xiàn)代天文縱橫論》）