根據一項9月23日發表于《自然-物理學》的研究，核爆炸產生的X射線沖擊波應該足以將地球從即將來襲的小行星中拯救出來。此類實驗尚屬首次。
美國約翰斯·霍普金斯大學物理學家Dawn Graninger表示，這一發現“為這項技術的有效性提供了一些非常驚人的直接實驗證據，令人印象深刻”。
核爆炸是否會改變一顆向地球飛來的小行星的軌道（示意圖）。圖片來源：Detlev Van Ravenswaay/Science Photo Library
論文作者、美國桑迪亞國家實驗室物理學家Nathan Moore和同事設計了這個實驗，以模擬如果核彈在小行星附近引爆可能發生的事情。此前，科學家研究了炸彈沖擊波的動量對小行星的推動。然而，Moore團隊表示，爆炸中產生的大量X射線對改變小行星軌跡有更大的影響。
研究團隊使用了桑迪亞國家實驗室的巨型聚變反應堆“Z機”，利用磁場產生高溫和強大的X射線，向兩顆咖啡豆大小的模擬小行星發射x射線。
Moore說：“大約有80萬億瓦的電流以1000億分之一秒的速度流過這臺機器。這種強烈的電涌將氬氣壓縮成溫度高達數百萬攝氏度的等離子體，并釋放出X射線泡。”
兩顆模擬小行星直徑約12毫米，由石英和二氧化硅制成，以反映太陽系中小行星的不同成分。每顆小行星都被一塊薄薄的箔片掛在真空里。當X射線泡撞擊時，會像一把X射線剪刀一樣剪斷金屬箔，讓小行星自由落體。
通過這樣的方式，研究人員可以在模擬太空真空的條件下觀察到X射線的真實影響。“這完全是新奇的。我以前從未聽說過這種做法。”Graninger說。
實驗僅持續了2000萬分之一秒，結果顯示，石英和二氧化硅樣品在蒸發前分別加速到每秒69.5米和每秒70.3米。加速的原因是X射線使小行星表面蒸發，當氣體從表面膨脹時產生推力。
Moore表示，研究結果表明，該技術可以擴展到直徑約4公里的更大小行星上，以將它們推離與地球的碰撞軌道。
“我們特別感興趣的是那些預警時間短的最大小行星。”Moore說，就它們而言，其他方法，如將航天器撞擊小行星——美國國家航空航天局2022年的雙小行星重定向測試（DART），“可能沒有足夠的能量使其偏離軌道”。
美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室物理學家Mary Burkey說，這篇論文是“試圖搞清楚在地球上我們如何重現小行星核偏轉的首批重量級出版物之一”。她指出，其他實驗正在探索這種可能性，包括使用隕石樣本更接近地模擬小行星成分的實驗。
Moore希望對X射線偏轉技術進行更多實驗測試，以提高有效性。有一天，太空中可能也會進行類似DART任務的測試，以觀察對真實小行星的影響。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41567-024-02633-7
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