近地天体(NEOs)指可能发生近地飞掠的小行星和小彗星(轨道与地球轨道相交),并且有可能造成伤害。20世纪90年代以来,波多黎各的阿雷西博天文台每年大约发现60到120颗这种近地天体。
图解:阿雷西博小行星猎人。首席科学家Anne Virkki(中)和研究员Flaviane Venditti (左) and 博士后 Sean Marshall (右)一起检查图片。在接下来的四年,在新的资金的资助下,他们每年超过800个小时会使用阿雷西博天文台的大望远镜来发现并分析近地天体,包括小行星和彗星。图片来自UCF。
中佛罗里达大学代表美国国家科学基金会管理波多黎各的阿雷西博天文台在2019年8月16号宣布得到了NASA的一项巨大的资金资助,用于观察描绘有可能对地球造成危害或者可能用于未来太空任务的近地天体具有的特征。四年的总资金资助:$ 19,000,000(美金)
这在阿雷西博天文台是一项很大的投资。90年代中期以来,阿雷西博天文台每年观察大约60到120个天体,并且已经使用雷达来分析近地天体很多年了。这个天文台近年来遇到的资金问题现在,或者说在最近的将来已经解决了。中佛罗里达大学在一份声明里说在阿雷西博的小卫星猎人团队希望:获得关于小卫星的更多的认识。
大多数人都会认同这是一件好事。在最近这几十年,天文学家已经充分意识到了小行星有可能撞击现今的地球,并且引起可能的灾难性的破坏。
国会在2005年要求NASA将NEOs作为首要研究对象,在2020前寻找到并描绘至少90%的大于140米的近地天体的特征 。
这个月早些时候就宣布了一个四年12,300,000的资助金,紧接着这个新的资助——四年19,000,000——也公布了,该资金是紧急补充资金,用于升级并修理阿雷西博巨大的射电望远镜以及周围场地。特别是在最近几年,多个飓风扫过了加勒比群岛,包括2017年的“厄马”和“玛利亚”飓风,很明显这个资金是十分必要的。
到目前为止,这两个资金的联合资助使得阿雷西博有着很坚实的研究基础。某种程度上这是很有趣的一件事:从1963年阿雷西博的单口径望远镜建成直到2016年7月,它一直是世界上最大的单筒望远镜……但是这都已经过去了。这个头衔现在属于中国的500米口径的球面望远镜(FAST)。
先于FAST,阿雷西博在发现和分析近地天体方面是被认为特别强有力的工具。这一说法可能仍然是对的。阿雷西博的巨大的望远镜是被建在加勒比群岛的自然洼地里的。这个望远镜是一个用于专业研究的强有力的工具,不论是在近地天体的雷达研究方面还是射电天文学以及大气研究方面,这是确凿无疑的。
图解:纵观阿雷西博射电望远镜。球面主镜直径有1000英尺(305米)长,建在由岩诸塌陷,造成的洼地中间。图片来自阿雷西博天文台
UCF在声明中写道:
这个天文台拥有世界上最强大最灵敏的行星雷达系统,这也意味着它也是一个能够用于分析NEOs,例如小行星和彗星的特别的工具。这些数据帮助NASA决定哪个天体具有极大的风险,什么时候会发生以及要做什么来减轻带来的危险。NASA官方同时也使用这些信息来决定哪个是最可能用于科学任务的——因为登陆小行星并不是对所有的小行星都是一样简单的。例如,天文台提供的关于Bennu小行星的信息是导致NASA选择资助OSIRIS-REx任务的一个因素之一。
这个资金还资助波多黎各的高校学生的科学技术工程数学教育,包含当地30个高校的学生每学期一周一次共16课时关于在天文台的科学研究等内容的教学。
Anne Virkki是阿雷西博行星雷达项目的首席科学家。她解释了雷达研究怎么有助于人类认识小行星:
这个在阿雷西博天文台的S波段行星雷达系统是世界上最灵敏的行星雷达系统。这也是阿雷西博成为我们工作的一个神奇的工具的原因。我们的雷达天文测量学和表征对辨认对地球真正有害的天体以及如何计划减轻危害都是十分关键的。我们可以利用我们的系统来限制NEOs的大小,形状,质量,自旋状态,成分,成双性,轨迹,引力以及表面环境。这会帮助NASA确定用于未来任务的可能目标小行星。
图解:这个动画是用阿雷西博雷达观察到的近地小行星3200 Phaethon的图像制作的,这些图像是2017年12月15日到19日拍摄的。
天文学家开始意识到NEOs有造成危害的可能性。
当我在20世纪70年代开始进行有关天文学的写作时,一些天文学家嘲笑这个想法——我们现今的地球可能会与一个小行星发生撞击。当然,科学家们已经知道地球在以前已经发生了很多次的撞击事件。尽管地球上大多数的流星陨石坑已经被风吹雨打侵蚀毁坏了,但是,一些大的陨石坑仍然在地球表面的一些地方留下了凹坑,例如,亚利桑那州温斯洛附近的陨石坑。
这些陨石坑是大行星可能并且已经撞击过我们的星球的可见标志,但是大多数天文学家都认为这些撞击事件仅仅发生在遥远的过去,直到近代(科学家们的看法才慢慢改变)。
以下几个的改变引起了科学家们观点的变化。一个是1908年的通古斯事件,至今仍在人们流传下来的记忆中。这次撞击发生在西伯利亚的偏远地区,多年来一直笼着一层神秘的面纱,现在广泛接受的说法是由陨石撞击造成的。更重要的是,相较之前,技术的变化使得天文学家可以发现大量更多的小行星。这是最为关键的一点。在20世纪70年代,几千个小行星被发现并命名。现在成百上千的小行星被发现,并且,确实有一些小行星的轨道是会靠近地球的。
这些近地天体是NASA想捕获并且利用阿雷西博追踪,最后,实现登陆的天体。这些NEOs是祝福也是诅咒。它们带有人类可能有一天能够开采的原料。尽管天文学家们确切地知道在可预见的未来并没有可以造成世界性灾害的大行星与地球在碰撞轨道上,但是我们并不是很确定没有足以毁坏一个城市的小行星在与地球相撞的轨道上。近年来,天文学家开始谈及地球在彗星的宇宙射击场内这个话题。在这个角度上看,地球是靶子,而小行星就是子弹。
小行星一直都在地球附近扫过,一个小行星在近于月球的位置上扫过也是很平常。科学家们估计每年有几十个6到12米(20-39英尺)大小的小行星在近于月球的位置飞掠过地球。但只有其中的一小部分被检测到。
NASA想检测更多的这一类近地飞掠的小行星,也想要实现小行星之旅,同时减小碰撞的可能性。这也是NASA给予阿雷西博大量资金资助的原因。祝你们好运,小行星猎人科学家们!
图解:在波多黎各世界著名的阿雷西博天文台的光线控制机制和一些天线。 来自加勒比天文学会的Ferdinand Arroyo在2014年拍摄的照片。
概要:阿雷西博天文台刚刚得到 NASA 19,000,000美金的资助,用于发现研究近地天体
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. earthsky-瑜
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