小光點如何成為小行星？

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在亞利桑那州圖森附近的卡塔利娜天空調查的一夜觀察期間拍攝的四幅圖像序列中，相對於背景星星移動的光斑是一個小型的小行星。（版權：NASA / JPL-Caltech / CSS-Univ。of Arizona）

在1801年的第一天，義大利天文學家Gioacchino Giuseppe Maria UbaldoNicolòPiazzi在金牛座附近發現了一個以前未知的「小星星」。第二天晚上，皮亞齊再次觀察到這個新發現的天體，發現斑點相對於附近的星星已經改變了位置。皮亞奇知道真正的星星離這麼遙遠，他們永遠不會流浪 - 他們總是出現在天空中固定在相對於彼此的位置。由於這個新物體的移動，兩位西西里島的國王的天文學家懷疑他發現了更近的東西 - 我們太陽系內的東西。皮亞齊製作歷史上第一個小行星發現。他在羅馬農業女神之後命名：Ceres。

雖然Piazzi時代的天文學家最終明白，在Ceres發現幾十年之後，還有更多的小型岩石物體被發現，但小行星的檢測卻很少。在Ceres檢測半個世紀之後，只有15個已知的小行星。但隨著時間的推移，天文學家的設備，技術和追尋小行星的興趣也是如此濃厚。到1868年，已知的小行星的數量達到了100.到1923年為1,000。如今也是是五十多萬。聯合國已經宣布6月30日國際小行星日。

大多數小行星比火星遠離太陽，距離太陽遠遠超過地球軌道的1.5倍。距離太陽更近的小行星比約1.3倍地球與太陽的距離稱為近地小行星。近地小行星中的「近」一詞實際上有點不正確，因為大多數這些物體根本不接近地球。截至本月，其中有16,000多人知道。在地球軌道附近的近地小行星和彗星一起分為近地物體或近地物體。

得益於新的技術，更好的搜索技術和一群專業和專註的業餘天文學家為他們追尋，知道的近地物體的數量每晚擴大了約五個。

伊利諾伊州Westfield的後院天文學家羅伯特·霍姆斯（Robert Holmes）是美國航空航天局觀察員掃描小行星夜空的一部分。通過觀察和跟蹤小行星，美國航空航天局的程序可以確定小行星是否對地球有潛在的危害 - 現在還是未來幾年。在2015年，鮑勃做了36,000個小行星觀測，最多的是一年中的任何人。他在2006年開始擔任志願者，並且他的興趣已經成長為一個全職的機會，在美國航空航天局的授權計劃下工作。

有沒有想過如何發現這些小天體？

美國宇航局加利福尼亞州帕薩迪納噴氣推進實驗室近地對象研究中心（CNEOS）經理保羅·卡達斯（Paul Chodas）表示：「就像皮亞西一樣，它通常是在天文學家的望遠鏡中輕輕點亮。即使有一些地球上最強大的光學望遠鏡也是狩獵小行星，它們似乎只是天空中的光斑，因為它們太小了，當一個天文學家發現一個正在移動的斑點的時候，那就是樂趣開始了。

美國宇航局駐華盛頓總部的行星防禦協調辦公室負責查找，跟蹤和描述潛在的危險小行星，發出有關可能影響的警告，並協調美國政府規劃以應對實際的影響威脅。幾乎總是，新的小行星檢測是由NASA贊助的望遠鏡提供的。

兩個獨特的地面望遠鏡作業，在卡塔利娜山天文台 亞利桑那州的萊蒙，以及位於夏威夷Haleakala的全景測量望遠鏡和快速響應系統或PanSTARRS負責所有近地天體發現的大約90％。

行星防務辦公室負責監督近地物體觀測計劃，然後資助亞利桑那州的卡塔利娜天空調查局和夏威夷全景測量望遠鏡及快速反應系統（Pan-STARRS）。這兩個項目在2015年升級瞭望遠鏡，顯著改善了他們的小行星和近地天體發現率。

Chodas說：「由外部機構資助的望遠鏡，甚至一些業餘愛好者也參與近地天體發現，並進行其他重要的與小行星有關的工作。「但是目前，Catalina和Pan-STARRS是我們最強大的小行星檢測儀器，在這兩項調查之間，共有四個遠程伺服器，大約有90％的新近發現的發現。

這些測量望遠鏡中的每一個的核心是在我們的手機內部的相同類型的相機晶元（稱為CCD或電荷耦合器件）的超級升級版本。除了有太多下雨或下雪的夜晚，還是滿月的幾個夜晚（當月光可以淹沒小行星的微弱光）時，Catalina和Pan-STARRS的專職觀察員每天晚上都會打開望遠鏡可以在雲層中找到一個洞，並在上面的天空暴露30秒後拍攝30秒的曝光。

調查天文學家正在尋找相對於更遙遠和固定的背景星移動的光點。要找到它們，他們會拍攝三個或更多的天空相同區域的圖像（稱為場），分隔幾分鐘。在一個晚上，一個調查將需要幾百張照片的天空。

當調查天文學家發現一個光線似乎在同一地區的同一地區的同一地區的同一地區移動時，他們檢查它與NASA贊助的維護目錄中所有已知物體的預測位置小型行星中心（MPC）在馬薩諸塞州的劍橋。如果新發現的移動光點與MPC的已知小行星和彗星資料庫中的物體的預測位置和運動不匹配，那麼這是一個新的發現，但有更多的工作要做。

電腦做了很多這樣的檢測工作，但一個謹慎的天文學家也會仔細檢查這些工作，確保光線不會像附近的星星或者CCD上有缺陷的像素那樣反射。如果對潛在的空間岩石發現有信心，天文學家將發現的坐標（稱為「天體測量」）運送到MPC的NEO確認頁面，在那裡給出一個臨時標識符，如YL9E0A0。MPC還計算了尚待確認的NEO的初始（近似）軌道。

CNEOS有一個稱為Scout的系統，主動監控MPC確認頁面，從每個潛在的新型小行星發現獲取數據，並自動計算未來運動的可能範圍，甚至在這些對象被確認為發現之前。

「如果我們的計算表明新的發現可能會接近地球，我們呼籲增援部隊，」Chodas說。「美國航空航天局擁有全球天文學家網路，進行隨訪觀察，並採取最新的天體測量方法，並嘗試找到新的光斑，如果找到它們，則測量其坐標並發送後續的天體測量到MPC，它被添加到關於對象的信息表中，這種後續行動是非常重要的，它真的有助於擴大我們對新發現的軌道的理解。

通常需要兩到三個觀察點，以便在MPC的新發現中收集足夠的信息，以驗證光斑確實是近地球物體。當轉換髮生時，MPC將其從確認頁面中刪除，並用更永久的名稱替換其臨時標籤，該名稱始終以其被發現的年份開始，然後是一個表示發現半個月的字母數字代碼，那半個月。MPC然後產生一個小行星電子圓形，其中包含所有已知的天體測量和物體的初步軌道。MPC通過電子郵件向新興的小行星發現了那些對這種事物感興趣的人。

「我們感興趣，」Chodas說。「即使在發現發現後，我們仍然感興趣，因為我們長期在小行星和彗星打獵遊戲中。我們獲得的天體越多的信息 - 新的發現還是舊的 - 我們越是完善我們對其軌道的了解「。

所有新的軌道都由位於JPL的計算機系統自動拾取，稱為Sentry，其中所有小行星和彗星軌道，包括未來接近地球方法的軌道，並計算每天的影響概率。

美國宇航局行星防務官林德利·約翰遜（Lindley Johnson）說：「雖然美國宇航局在近地球物體調查領域處於領先地位，但我們並沒有依靠我們的榮譽。「新的光學系統正在上線，正在創建新的計算機程序，我們正在探索地面和空間的新技術，這將進一步加速我們對這些潛在威脅的發現，表徵和軌道分析。

編者：Tony Greicius 來自：NASA

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