轉載自聯合書報攤科學人雜誌:
http://mag.udn.com/mag/newsstand/storypage.jsp?f_ART_ID=1749416500萬年前，一顆長數公里的小行星落在墨西哥的猶加敦半島，揚起巨量灰塵，遮蔽陽光，使地球陷入冰河時期，綠色植物的光合作用也為之中斷，食物鏈被破壞，導致當時的地球霸主恐龍滅絕。人類未來是否也會面臨這種危機？又該如何應付？
【文／李名揚】
在太陽系中，除了八大行星外，還存在著為數眾多的小行星和彗星，這些小天體在運行中不時會接近、甚至撞上其他行星。1994年，舒梅克–李維九號彗星（Shoemaker-Levy 9）在接近木星時，被引潮力扯碎為21塊碎片並撞上木星，引發一連串的大爆炸，澳洲國立大學的太空望遠鏡拍下了當時的畫面，震撼全球（見右圖），並且讓人們開始注意到小行星或彗星可能帶給地球的威脅。
可能會撞上地球的小行星或彗星統稱為「近地天體」（near-Earth object, NEO），目前估計長度超過一公里的近地天體約有2000個，這些小天體萬一與地球相撞，估計會造成全球1/4的人口滅絕；即使小一點的，例如長100公尺的小天體，也足以毀掉好幾個台灣，而這種近地天體的數量估計多達30萬個。
近地天體撞到地表時，會造成一個比自身直徑大10倍的洞，而實際破壞的範圍更遠超於此。以造成恐龍滅絕的數公里長的近地天體來看，顯然全球都蒙受其難；即使小一點的，如1908年一顆僅長數十公尺的小天體撞上西伯利亞，也毀了方圓40公里內的森林，爆炸威力相當於600顆廣島原子彈（參見2008年7月號〈西伯利亞的隕石懸案〉）。
撞擊威力之所以會那麼強大，原因在於速度太快。已知火箭脫離地球所需的速度至少每秒11公里，若地球重力吸引一顆原本靜止在外太空的小天體撞進來，撞擊速度至少如此，加上近地天體在地球附近時並非靜止，而是以大約每秒10幾公里到數十公里的速度繞行太陽，若真的發生撞擊，速度極可能超過每秒30公里。一般砲彈落地的速度還不到每秒2公里，比砲彈重千萬倍以上、速度又快那麼多的近地天體若撞上地表，可以想見後果有多嚴重。
威脅程度
近地天體的軌道可分為三種：阿波羅（Apollo）、阿托恩（Aten，埃及神話中的朝之太陽神）和阿莫爾（Amor，即愛神丘比特），其中和地球軌道相交的阿波羅和阿托恩對地球較有威脅性；另外還有一種「地內天體」（inner Earth object, IEO），這類天體的軌道也可能很接近地球軌道，不過目前僅發現六顆。國際天文聯合會（IAU）現在的定義是：只要和地球最近距離小於0.05天文單位（AU，地球與太陽的平均距離，1AU約為1億5000萬公里）且體積夠大，就列為「潛在危險天體」（potentially hazardous object, PHO）。
這些天體的危險程度，則合併考慮碰撞機率以及撞擊時所釋放的能量，分為0到10級，數字越大表示對地球的威脅越大，稱為「杜林災難指數」（Torino Impact Hazard Scale）。目前只有兩顆近地天體被列為2級，其他均為0級或1級。
雖然長100公尺的近地天體估計數量多達30萬個，但目前看來對地球具有威脅性的卻寥寥無幾，原因就在於宇宙實在太空曠了，中央大學天文所教授陳文屏舉例：若地球是桌上的一粒鹽，太陽就像是4公尺外的一顆番茄，木星則是20公尺外的木瓜子；會威脅地球的近地天體主要來自10幾公尺外的小行星帶，是遠比鹽粒更小的顆粒，儘管有一部份公轉軌道與地球公轉軌道相交，但要撞上的機率還是很低。
觀測近地天體
要決定某顆近地天體的危險程度，得先由世界各地的天文台對該小天體進行多次觀測，再根據其移動軌跡計算軌道，並估算未來與地球的接近程度，然後將結果匯集到國際天文聯合會的小行星中心（Minor Planet Center）進行統計。
到今年1月14日為止，我們已經觀測到1009個潛在危險天體，其中比較大的如編號1991 BA的小天體（以最接近地球時的年份來編號），長度約5~10公里，1991年距離地球僅約10萬公里，不到地月距離（約38萬公里）的1/3。近幾年觀測設備益發精良，能夠偵測到越來越小的天體，例如2004 FH僅長30公尺，距離地球只有破紀錄的4萬3000公里；但沒多久，這個紀錄就被2004 FU162打破，這個小天體距離地球最近時只有6500公里，不過由於長度只有6公尺，就算真的落入地球，也很可能在大氣中就燃燒殆盡，所以並未引起太多關注。
然而，卻也發生過小天體造訪地球後，天文學家才後知後覺的情形，2002年6月14日，長100公尺的2002 MN從距離地球不到12萬公里處掠過，天文學家直到三天後才發現，而且這樣的情況還發生過不只一次。
由於還有很多近地天體沒被發現，為了掌握更多近地天體的行蹤，以便提早警覺、甚至設法預防碰撞，美國前總統小布希在2006年頒佈了「喬治‧布朗近地天體調查法案」，要求航太總署（NASA）在一年內提出清點近地天體的方法及所需預算，以及改變其軌道的方案，目標是在15年內找出90%以上長度大於140公尺、近日點小於1.3AU的近地天體。
陳文屏表示，目前最受矚目的探索近地天體的計畫，是美國、德國、英國和台灣合作發展的「泛星計畫」（Pan-STARRS），預計在夏威夷毛納基峰建造四座口徑1.8公尺、一次可看到7度×7度星空（月亮的視角約0.5度）的超廣角望遠鏡，使用14億畫素的超高解析度相機，每30秒拍一張照片，約4~7天可以巡天一次（把整個夜空拍一遍），然後再拍下一輪，比對前後兩張相隔數天的同角度照片，找出新亮點及亮度和位置發生變化的星體，就可進行追蹤，確認是否為新的近地天體。
找到近地天體後，下一步是詳細推算軌道，這是最困難的部份。由於近地天體的軌道受到木星、土星的影響很大，因此要在電腦上輸入各相關星球的軌道來進行模擬；若是彗星則更複雜，因為彗星是由冰雪和塵土構成的「髒雪球」，靠近太陽時會受熱噴發，產生像火箭一樣的推進力，軌道更難以預估，而彗星佔了近地天體的30%左右。
2004年12月，就曾有一顆長300公尺的小行星2004 MN4，一開始天文學家研判其在2029年或2034年撞上地球的機率是1/300，杜林災難指數4級，但過了幾個月後，修改為1級，即撞擊機率接近0。陳文屏認為，以現在的科技水準，幾十年內的軌道應該都可以算得很精確，之所以會出現這麼大的差距，是因為常有天文學家在一開始獲得新發現小行星的軌道資料還不夠多時，就急著計算，深怕來不及在大難臨頭之前昭告天下，但等觀測資料更多、確認清楚小行星過去的軌道了，再計算未來的軌道時，才發現當初的計算有誤。
【欲閱讀完整的豐富內容，請參閱科學人2009年第84期2月號】
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