有它，4000米小行星袭来，地球也不怕

根据9月23日发表于《自然-物理学》的一项研究，核爆炸产生的X射线冲击波足以保护地球免遭小行星的撞击。此类实验尚属首次。

美国约翰斯·霍普金斯大学物理学家Dawn Graninger表示，这项研究“为这一技术的有效性展示了一些令人惊叹的直接实验证据，令人印象深刻”。

核爆炸是否会改变一颗向地球飞来的小行星的轨道呢（示意图）？图片来源：Detlev Van Ravenswaay

论文作者、美国桑迪亚国家实验室物理学家Nathan Moore和同事设计了这个实验，用以模拟如果在小行星附近引爆一枚核弹会发生什么。此前，科学家研究了炸弹冲击波的动能对小行星的影响。然而，这只是气体膨胀带来的结果，Moore团队表示，核爆炸产生的大量X射线对改变小行星轨迹会有更大影响。

研究团队使用桑迪亚国家实验室的巨型核聚变反应堆“Z机”，通过磁场产生高温和强大的X射线，并向两颗咖啡豆大小的模拟小行星发射。

Moore说：“大约有80万亿瓦的电流以1000亿分之一秒的速度流过这台机器。这种强烈的电涌将氩气压缩成温度高达数百万摄氏度的高温等离子体，并释放出X射线泡。”

两颗模拟小行星的直径约为12毫米，由石英和二氧化硅制成，以代表太阳系中不同成分的小行星。每颗小行星都被一块薄薄的箔片挂在真空里。X射线泡撞击小行星时，会像剪刀一样切断金属箔，使其自由下落。

通过这样的方式，研究人员在模拟的真空条件下观察到X射线的真实撞击。“这完全是新奇的。我以前从未听说过这样的做法。”Graninger说。

这项实验仅持续了2000万分之一秒，结果显示，石英和二氧化硅样品在蒸发前分别被加速到每秒69.5米和每秒70.3米。加速的原因则是X射线使小行星表面蒸发，当气体从表面扩散时产生了推力。

Moore表示，研究结果表明，该技术可以扩展到直径约4000米的更大的小行星上，从而将它们推离与地球碰撞的轨道。

“我们特别感兴趣的是那些预警时间短的最大小行星。”Moore说，就它们而言，其他方法，如利用航天器撞击小行星，就像美国国家航空航天局的双小行星重定向测试（DART）2022年做到的那样，“可能没有足够的能量使其偏离轨道”。

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室物理学家Mary Burkey说，这是“第一批试图搞清楚在地球上如何重现小行星核偏转的重量级论文”。她指出，其他实验正在探索这种可能性，包括使用陨石样本更准确地模拟小行星的成分。

Moore希望对X射线偏转技术进行更多测试，以提高其有效性。有一天，可能还会在太空中进行类似DART任务的测试，看看该技术对一颗真实小行星的影响。