【分享】第一颗被全过程跟踪的天外来客

2008年10月6日的子夜，亚利桑那州莱蒙山顶天文台。理查德·柯瓦斯基（Richard Kowalski）的电脑屏幕上划过一个白色的小光点。他在这里已经三年半了，在望远镜巡视图像中看过数以百计这样的小白点，这些就是可能会撞上地球或者与地球擦肩而过的小行星。像以往一样，理查德整夜跟踪这个目标的运行轨迹，将它的坐标提交到马萨诸塞州坎布里奇市的小行星中心，这个机构负责记录小行星以及其他小飞行物的运行数据。直到天空微微泛白，理查德关掉望远镜，回到山下的宿舍去休息了。

小行星中心很快将柯瓦斯基的发现公布在网站上。可是，当他提交更多有关小行星的数据时，网站的系统毫无反应。这让理查德发觉那天夜里屏幕上的小光点有些奇怪。第二天早上，提姆·斯帕尔（Tim Spahr），小行星中心的负责人发现了原因：软件是自动计算运行轨道的，不过这颗小行星的轨迹太靠近地球了，“当计算机看到结果，”跑来“向我救助。”提姆依据柯瓦斯基的数据迅速计算了一下，确认了这颗小行星（现在被命名为2008TC3）的轨迹，“我进行了简单的手工计算，得到的轨迹明确地告诉我，这小行星将撞击地球。”提姆说。

根据2008 TC3亮度来看，它的直径只有几米。假设它是一个普通的石质小行星的话，那么当它进入地球大气层之后，很可能会迅速地被撕裂分解成几个碎片。不过，为了安全起见，提姆决定按照规定程序处理这件事。他用自己的黑莓（手机）给远在华盛顿的美国宇航局（NASA）的近地天体观测项目组的头儿林德利·约翰逊（Lindley Johnson）打了个电话，这个号码只在发生紧急情况的时候才用得着。

“嗨，林德利，我是提姆，猜到我为什么给你打电话了么？”

“有小行星要撞地球？”约翰逊一句中的。

斯帕尔还给在加州喷气动力实验室（JPL）的天文学家斯蒂芬·查斯里打了个电话。这个爸爸正想催促孩子们出门赶快去上学。他冲到办公室打开电脑计算了小行星的轨迹。“竟然100%会撞击地球！”他说，“我这辈子从没看到过这样的结果。”查斯里计算出这个小行星将在13小时之内坠入地球大气层，也就是世界时第二天凌晨2：46，撞击地点在苏丹北部地区，当地时间是早晨5：46。他把这个消息通知了美国宇航局总部以及小行星中心，后者通过电子公告栏向全世界天文学家公布了这个撞击事件。意大利比萨一个叫作NEODys的小组也确认了撞击事件。

虽说每年都有很多像2008 TC3一样的天体撞击地球，不过这一次大不一样，这是研究者们第一次在撞击发生之前就观测到了目标。因此，对于实时研究小行星及其最终命运的整个过程，柯瓦斯基的这个发现提供了一次史无前例的机会。前提是，天文学家们在撞击之前来得及动用全球各地的科学资源，让它们投入这次的研究。很快，电邮和电话传遍了全世界：“今晚有小行星撞击！”科学家们争分夺秒地做着迎接这颗小行星的准备。新墨西哥州阿博克奇的散迪亚国家实验室的物理学家马克·波斯洛夫通知了他的同事们，其中包括散迪亚实验室一位为美国政府监测卫星数据的工程师。

撞击倒计时

彼得·布朗是加拿大西安大略大学的一位天文学家，他从喷气推进实验室（JPL）听说了这个消息后，立即冲到他在当地的天文台，用望远镜开始跟踪这颗小行星。“它看起来很小，很暗淡而且移动得很快。”他说。在北爱尔兰，贝尔法斯特女王大学，艾伦·费茨西门兹联络上了他的两个同事。他们刚刚抵达加那利群岛拉帕尔马市的威廉·赫歇尔望远镜，不过他们计划要到明天才开始使用望远镜。“听着，朋友，小行星今夜就要撞击地球了，”他这样告诉这两位研究者，就这样，他们从其他天文学家那里借用到了一个小时的望远镜使用时间。

整整一天，大量的轨道数据涌到小行星中心，新的数据和轨道计算结果每个小时都会公布好几次。美国宇航局通知了其他ZF部门，甚至包括各州和防务部门，当天下午举行的新闻发布会上说撞击可能会产生“一场天然的绚烂烟花秀”。在撞击之前一小时，小行星正巧运行到地球的阴影之中，光学望远镜无法进行观测。不过截至此时，全球26家天文台的天文学家已经成功跟踪它并提交了约570份观测报告，喷气推进实验室根据报告已经精确地预报了撞击时间：世界时2点45分28秒，误差在15秒左右。

随着倒计时的进行，雅各布·柯伊伯（Jacob Kuiper）焦灼不安。柯伊伯是荷兰皇家气象研究所的一名航空气象学者，他通过邮件得知这颗小行星的事情，今晚正是他值夜班。他最为担心的是，撞击发生在人迹罕至的努比亚沙漠，根本不会有人观测到这次爆炸。就在距离最后关头还有不到45分钟的时候，柯伊伯突然想起来，他可以通知法航-荷航（Air France-KLM）公司，他们的班机今晚可能飞过非洲上空，向这家公司提供天气预报是柯伊伯的常规工作。大约十分钟后，正从南非的约翰内斯堡飞向荷兰的阿姆斯特丹的荷兰皇家航空公司592航班上，飞行员罗恩·德·波特收到了一条新信息。信息上交代了小行星撞击预计发生地点的具体经纬度。德·波特预计他将飞抵距离撞击发生地1400公里的地方。临近预计时间的时候，他和副驾驶小心地调暗了飞机照明设备的亮度，紧盯着东北方向。

此时，远在飞机的高度之上，小行星2008 TC3每秒钟12400米的速度撞入大气层顶层。剧烈的摩擦使岩石外层迅速发热并汽化，它的外表面被层层剥离。岩石原子与大气分子的摩擦产生耀眼的闪光，照亮了暗夜里沉寂的沙漠。计算表明，在2008 TC3坠入大气层不到20秒之内，在岩石表面的巨大压力促使它不断爆炸、粉碎，留下了一道灼热的尘埃的痕迹。

在飞机座舱内，德·波特看到了地平线上红色泛着微黄的闪闪亮光，有点儿像远方的炮火。闪光惊醒了苏丹铁路哨所里的一位站长。据研究者后来收集的记录，在接近埃及边界的一个小村落里，早祷结束归来的信徒也看到了明亮的、燃烧的火球。

当然，电子眼也在监测。美国的卫星在小行星距离地面65公里的高空时就发现了它，随后，一颗欧洲气象卫星也看了，拍摄到两团尘埃云以及火球的亮光。肯尼亚的一个微压力测量阵列（原本用去检测核爆炸）探测到了爆炸产生的次声波，稍后布朗根据这个数据计算出来这次爆炸相当于1-2千吨TNT爆炸产生的能量，大约是广岛原子弹爆炸的十分之一。

美国卫星对火球轨迹的跟踪表明，JPL在几秒钟内就计算出来目标精确到几公里的位置。“我们从未这样肯定，这次所有的设备都参与其中了。”查斯里说。

不过，对于位于加州山景城的SETI研究所的天文学家彼得·金斯肯斯来说，壮观的光影远远不够。在小行星撞击之后的数周，以研究流星雨为职业的他一直打听有没有人找到坠落的陨石--可是没有任何消息。“需要有人去做这样的事情。”他说。

12月初，金斯肯斯飞到苏丹，见到喀土穆大学的天文学家穆阿维亚·哈米德·沙达德（Muawia Hamid Shaddad）。他已经从当地人那里搜集到一些有关火球径迹的照片。他们一同驱车向北，从喀土穆到边境的小镇沃迪哈弗，询问村民有关天空中爆炸的小火球的事。这些目击者的话使金斯肯斯确信，岩石在高空就碎裂了--与美国卫星的数据相吻合--这些碎片很可能落在努比亚沙漠一个火车哨所的西南边。它叫做6号站。

沙漠寻宝

2008年12月6日，金斯肯斯和沙达德带着喀土穆大学的45名学生和职工前往那片区域开始了搜索行动。在这片茫茫的砂砾中，点缀着小沙丘、裸露的岩层、已然干涸的蜿蜒河床。搜索队员们面对沙漠，分散排列在1公里长的距离上，两两相隔20米左右，两边各有两辆小汽车，后面是来自半岛电视台新闻网的摄像机跟踪队。搜索队员慢慢地向东前进，他们就像一把巨大的梳子，一根根梳齿在沙漠之上慢慢地划过。

第一天行将结束的时候，一辆小汽车驶向金斯肯斯说有个学生可能找到了一块陨石。“我记得当时在默念‘哦，不，再也不要了’。”因为他当天已经排除了好几次错误的报告。不过他还是立刻跳上汽车，来到那个学生身边。学生指给他看一小块儿方形的碎片，边长大概有1.5厘米，表层的材质看起来像玻璃。这表层看起来像经过熔化而后又凝固起来的陨石的硬壳，表面深深的黑色表明它刚刚坠落不久。这是小组发现的第一块陨石--也是科学家们有史以来第一次找到在太空中被发现的小行星坠落之后的陨石。

第二天，队员们前进了8公里，找到了5块陨石，都是圆形的，颜色很深。第三天，艰难地搜寻了18公里之后得到了一些直径近10厘米大的陨石。几周之后，72名学生和职员组成的搜寻队又找到了32块陨石。在3月份，最近一次野外搜索完成之后，搜集到的碎片总数达到了280块，总重几公斤。

金斯肯斯将一块陨石样本快递给麦克·佐伦斯基（Mike Zolensky），一位供职于德克萨斯州休斯顿的美国宇航局约翰逊太空中心的太空矿物学家。佐伦斯基通过检测发现，陨石含有大量的碳和石英矿物的结晶，就像是结晶的糖一样。其他实验室的测试结果也证明了这是一种橄辉无球粒陨石，这种物质被认为是来自外太空飞行时曾经熔化的小行星。对于这种陨石，只有千分之五的飞行物在撞击地球之后能留下残片。不过，2008 TC3的橄辉无球粒陨石仍有不同之处：它含有非同寻常的大量的多孔结构，“让人吃惊的是具有如此多孔结构的物质竟然能够以固体形式落到地面上来，”佐伦斯基说。

佐伦斯基指出，研究可以说明2008 TC3是从一颗比较大的小行星表面剥落下来的，否则的话，位于岩石中心的多孔结构会被压碎。他认为，将来对这些陨石的化学研究有助于揭示它原本所属的那颗小行星的历史，甚至，新的发现最终可能会使科学家得到行星形成过程的线索。原因在于，融化是年轻行星必然经历的过程，这正是这颗小行星已然经历过的。

对于天文学家来说，2008 TC3给了他们一个极为罕见的机会，使他们将天上的一个小光点和手中的石块完全联系起来。“我们的地表上有大量的陨石，太空中有众多的小行星，然而寻找到他们之间的关系却很困难。”美国宇航局近地天体项目办公室的主任唐·尤曼斯（Don Yeomans）说道。

金斯肯斯在苏丹沙漠中寻宝

金斯肯斯和他的小组研究得到结论，这颗小行星属于一组称为F级的小行星。它们反射的光很暗淡，科学家们确定不了它们的成分。这些新的证据为之“打开了一扇巨大的窗”，华盛顿特区史密斯研究院的陨石主任Glenn MavPherson给出了评价。他并没有参与2008 TC3的研究。虽然，不是所有的F级小行星都相同，至少研究数据表明他们其中的一部分含有相同的材料，如橄辉无球粒陨石、碳还有铁。

科罗拉多Boulder西南研究所的一位研究行星的科学家Clark Chapman说，F级小行星和橄辉无球粒陨石之间的联系并不令他感到意外，但他又说，“虽然这是已经验证的联系，但我们之前并没有很多这方面的资料。”

科学家们通过研究小行星对不同波长的光的反射特征，与实验室中已有陨石样本相对比来寻找他们之间的联系。但除非反射特征非常独特，否则这样的联系通常来说是不准确的。最保险的例子就是被称作是灶神星的4号小行星，科学家们已经找到它与一组火成岩陨石之间的联系。虽然美国宇航局的太空飞行器已经围绕小行星爱神星（Eros）飞行了一年并且于2001年在其上着陆，但迄今为止还没有任何太空飞行任务带回来小行星的碎片。2005年，日本的"隼鸟号"太空船计划计划采集“糸川”（Itokawa）小行星的样本，明年它即将回归，到时候研究者们就可以得知计划成功与否了。尤曼斯介绍说，如果有朝一日我们有必要驱使一颗小行星改变轨道，那么了解它的成分就是至关重要的一件事情。美国宇航局的目标是对于可能撞击地球的小行星提供十年期的预警报，这样人们可以提出避免撞击的有效策略。当然，尤曼斯说道，对于不同的小行星要有不同的对策，它们紧致程度可能从“由彗星演变来的蓬松的绒球”，到固体石块儿，以至于大块的镍铁一样各不相同。

随着巡天手段的新进展，科学家们能够观测到更多向地球疾驰而来的目标。尤曼斯说，研究数据表明，90%的近地天体直径在1公里左右或者稍大，但更小的目标由于很容易被忽略所以很难被注意到。2008 TC3的发现好比是在“比月亮远1.5倍的距离上发现一个穿灰色西装的男人。”柯瓦斯基说。他还是“卡特琳娜巡天项目”的成员之一，该项目每年发现的近地天体占全世界的70%。随着下一代巡天技术投入使用，发现率还会提高，可能将达到每年发现若干个“进犯”地球的小行星，阿兰·哈里斯介绍说。他是加州La Canada的空间科学研究所的行星天文学家。设在夏威夷的“全景巡天望远镜和快速响应系统”（Pan-STARRS）的样机系统今年将开始观测，设在智利的大口径综合巡天望远镜也计划于2016年全面投入使用。

同时，柯瓦斯基和他的同事仍然在工作。在发现2008 TC3的第二天夜里，柯瓦斯基依旧爬上莱蒙山，带着热好的晚饭坐在望远镜的控制室里。正当他发现的那个小行星坠落在地球另一边的沙漠中时，他在另一片新的天区中开始了搜寻，期待着下一颗白色光点出现在屏幕上。

2008TC3的太空旅程：

2008 TC3这块大石头在科学家发现之后的短暂时间内，它的名字变化了好几次。在太空中，这一块大石头被叫做小行星（asteroid）或者流星体（meteoroid）。当它进入地球大气层之后，由于摩擦而发光从而成为一颗流星（meteor）。落到地面上的碎片则被称为陨石（meteorite）。下面是2008 TC3从它被发现那一刻开始的“传记”。