在行星防御領域,一項突破性研究為應對小行星撞擊地球的威脅帶來了全新視角。傳統上,人類主要依賴兩種策略抵御小行星撞擊:一種是通過航天器撞擊改變其軌道,例如美國國家航空航天局(NASA)與歐洲航天局(ESA)聯合實施的DART任務;另一種則是更為激進的核爆攔截方案。然而,核爆攔截方案的有效性與安全性長期飽受爭議,科學界普遍擔憂其可能引發更嚴重的后果。
核爆攔截的核心爭議在于,若小行星在核爆沖擊下解體,其產生的放射性碎片可能繼續沿原軌道沖向地球,造成比單一撞擊更廣泛的災難。這種擔憂使得核方案在行星防御領域長期處于“理論可行但風險極高”的尷尬境地。盡管技術上引爆核武器并非難題,但如何確保其不會適得其反,始終是科學界亟待解決的難題。
為破解這一謎題,牛津大學研究團隊聯合歐洲核子研究中心(CERN),在HiRadMat實驗室開展了一項前所未有的實驗。與以往依賴計算機模擬的研究不同,該團隊直接選取了真實的鐵隕石碎片作為實驗對象,試圖通過物理手段還原核爆條件下的天體材料反應。
實驗中,研究人員利用質子加速器將質子加速至接近光速,使其攜帶高達4400億電子伏特(440 GeV)的能量轟擊隕石樣本。這一能量水平相當于在實驗室中模擬了核爆產生的極端環境,為觀測天體材料的真實反應提供了可能。這是人類首次在受控條件下直接驗證核爆對小行星的影響。
實驗結果顛覆了傳統認知:遭受高能沖擊的鐵隕石并未如預測般四分五裂,反而表現出極高的穩定性。數據顯示,樣本在極端條件下發生了“固化”現象,材料強度不降反升。這一發現表明,對于金屬質地的小行星,核爆釋放的能量不會浪費在粉碎星體上,而是會高效轉化為推力,從而顯著改變其飛行軌跡。
研究團隊指出,這一結論直接推翻了此前基于大氣層隕石解體觀測建立的脆弱性模型。過去,科學家認為小行星在高速撞擊大氣層時會因高溫高壓而解體,因此推測核爆也可能導致類似結果。然而,實驗室實驗證明,金屬小行星在核爆條件下的行為與大氣層中的解體現象截然不同。
該研究的第一作者梅蘭妮·博赫曼表示,這一發現為行星防御系統補上了關鍵一環。相比動能撞擊器只能應對小型天體,核攔截方案如今被證實具有更高的可行性與安全性。尤其是對于直徑較大、威脅更高的金屬小行星,核爆攔截可能成為更有效的防御手段。











