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一粒光点如何成为一颗小行星

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sg001 发表于 2017-7-26 00:31:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  1801年的第一天,意大利天文学家Gioacchino Giuseppe Maria Ubaldo Nicolò Piazzi 在金牛座附近发现了一颗之前还从未被探测到的“小恒星”。随后的夜晚,Piazzi对这颗新发现的天体进行再次观测,他发现相较于其附近的恒星,这粒光点改变了其位置。Piazzi深知真正的恒星由于距离如此之远,以至于他们从不游荡;也就是说,相对彼此而言,他们在天空中的位置看起来好像是固定的。有鉴于该物体的移动性,两西西里王国的这位天文学家怀疑他发现了某些更近一些的,也许是在我们太阳系之内的物体。Piazzi完成了历史上第一次小行星发现。他将其以罗马神话中掌管农业的女神克瑞斯(Ceres——即谷神星,译者按)的名字进行命名。
  尽管Piazzi时期的天文学家们最终了解到仍有许多小岩石体等待被发现,然而在克瑞斯发现后的数十年里,小行星的探测微乎其微。克瑞斯发现后的半个世纪里,仅发现15颗已知的小行星。随着时间的推移,天文学家们的设备、技术以及寻找小行星的兴趣也不断增进。截至1868年,已知的小行星的数量已达100颗。到1923年,这一数字达到1000颗。今天,这一数量已有50万之多。
  作为对这些物体重要性的认可,联合国宣布6月30日为国际小行星日。

  这段视频,由@柚子木字幕组 听译。
  大多数小行星与太阳的距离比火星与太阳的距离要远,是地球与太阳距离的1.5倍以上。那些与太阳更近,小于1.3倍地球与太阳距离的小行星,被称为近地小行星。近地小行星中的“近”实际上有些不恰当,因为他们中的大多数根本不接近地球。
  截至本月,已知有16,000颗近地小行星。近地小行星和接近地球轨道附近的彗星一起被界定为近地物体(NEOs)。
  多亏了新的技术、更好的探测方式、专业团队以及热忱的业余天文学者们对这些物体的寻找,已知的近体物体的数量以每晚5颗的速度增长。
  试问这些小天体是如何被发现的呢?

  这段视频,由@柚子木字幕组 听译。
  位于加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气推进实验室近地物体研究中心(CNEOS)负责人Paul Chodas说:“与Piazzi时代一样,发现通常始于天文学望远镜中的一粒光点。即使寻找小行星的行星任务有着最有力的光学望远镜,由于它们是如此之小,以至于在天空中也仅仅是一些光点。当天文学家发现一粒移动的光点之时,就是有趣的开始。”
  NASA驻华盛顿总部的行星防御协调办公室(Planetary Defense Coordination Office)负责寻找、追踪和描绘潜在的危险小行星,发出有关可能影响的警告,并协调美国政府进行规划以应对实际的威胁影响。新的小行星几乎都是由NASA赞助的望远镜进行探测的。

  这段视频,由@柚子木字幕组 听译。
  另外,勘误一下,CNEOS应为近地轨道研究中心
  行星防御协调办公室监督近地物体观测项目,该项目反过来资助位于亚利桑那州的卡特林那巡天系统(Catalina Sky Survey)和在夏威夷的泛星计划(Pan-STARRS)。后两个项目均于2015年升级了它们的望远镜,这显著提高了其小行星和近地物体的发现率。
  Chodas说:“一些外部机构资助的望远镜,甚至一些业余爱好者也参与近地物体的发现,并进行其他与小行星相关的重要工作;但是目前,卡特林那巡天系统和泛星计划是我们最有力的小行星探测设备。这两个项目,共有四个望远镜,完成了大约90%近地物体的新发现。”
  这当中每个测量望远镜的核心都是一个超级升级版的同类相机芯片(称为CCD或感光耦合元件)。除了多雨或雪的夜晚,以及满月的几个夜晚(当月光可以淹没小行星的微光),卡特林那巡天系统和泛星计划的专职观察员每晚都会打开望远镜在云层中找到开阔之处,并在其上的天空每隔30秒进行一次为时30秒的曝光拍摄。
  观测的天文学家们正在寻找相对更为遥远和固定的背景恒星而言移动的光点。为了找到它们,天文学家们每隔几分钟将拍摄同一区域的天空(称为场)中三组或更多的图像。条件良好的夜晚,一个观测将拍摄几百张天空的图像。
  当观测的天文学家们发现某一光点在同一区域天空中的多组图像的相同场中发生移动时,他们则对照查看所有已知天体在由NASA赞助的位于马萨诸塞州剑桥市的微型行星中心(MPC)维护的目录中的预测位置。如果新发现的移动的光点并不与微型行星中心数据库中所有已知的小行星和彗星的预测位置和移动相吻合,那么这很有可能将是一个新的发现,当然仍有许多工作要做。
  电脑做了许多探测的工作,但一个严谨的天文学家还会复查这些工作,以确保光点并不是附近恒星的某种反射,或是感光耦合元件上的坏点。如果对潜在太空岩石体的发现有信心,天文学家会将所发现的坐标(熟知为“天体测量”)送到微型行星中心的近地物体确认页,在那里新发现的岩石体将被给出一个临时标识,如YL9E0A0;微型行星中心还将计算尚待确认的近地物体的初始(近似)轨道。
  近地物体研究中心有一个名为Scout的系统,该系统主动监控微型行星中心的确认页,获取每个潜在的新的小行星发现的数据,甚至在这些对象被确认为发现之前就自动计算它们未来可能的移动范围。
  Chodas说:“如果我们的计算表明某一新发现的物体可能会接近地球,我们则呼吁增援。NASA拥有一个天文学家的全球网络负责跟进观测,并采用最新的天体测量方法也试图找到新的光点。如果确实找到了光点,天文学家们则对其进行坐标测量并将跟进的天体测量发送至微型行星中心,由中心将其添加到对象信息表中。这种跟进是极其重要的,它切实地有助于拓展我们对新发现的轨道的理解。
  为了让微型行星中心可以验证光点确为近地物体,通常需要两到三个夜晚进行观测以收集有关新的发现的足够的信息。经过验证确认后,微型行星中心会将新的发现从确认页面中删除,并用更永久名称替换其临时标识,其永久名称始终以发现的年份开始,然后是一个字母数字编码以表明发现的该半月和这一半月中的序列。微型行星中心随后生成一个微型行星电子环,其中包含所有已知的天体测量和该物体的初始轨道信息。微型行星中心会将新的小行星的发现通过电子邮件的方式告知对这方面感兴趣的人。
  Chodas说:“我们确有兴趣,即使在一个发现被宣布之后,我们仍保持兴趣,因为我们是长期地从事小行星和彗星寻找的事业。我们获得的天体信息越多,不论是新的发现或是过往的,我们就越可以完善我们对其轨道的了解。”
  所有新的轨道都由喷气推进实验室名为Sentry的计算机系统自动拣选,并就所有小行星、彗星以及那些未来可能靠近地球的物体的轨道进行计算,并对影响概率进行每日评估。
  NASA行星防御官员林德利·约翰逊(Lindley Johnson)说:“虽然NASA在近地物体探测领域处于领先地位,但我们并没有在荣誉前止步。新的光学系统正在上线,新的计算机程序正在搭建,我们也在开发可以进一步加速我们发现、归纳和对潜在威胁进行轨道分析的地面和空间新技术。”
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