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捉迷藏:美国国家航空航天局的春情野史露西任务小组是如何发现欧洲卫星的

天文学与空间 2021-10-10 00:01:19

大卫·德泽尔·特纳,美国宇航局戈达德太空飞行中心 1月20日,哈勃拍摄的欧洲蝙蝠及其卫星图像

2020年12月3日,当卫星可见时(用绿色圈起来)

2019年11月11日,当卫星离欧洲板块太近而看不见的时候

信用:NASA/哈勃/K

诺尔/SwRI 1月20日

2020年9月9日,美国宇航局的露西任务正式宣布,它将访问的不是七个,而是八个小行星

事实证明,沿着露西路径的其中一个小行星——欧里巴特有一颗小卫星

虽然寻找卫星是任务的中心目标之一,但在露西发射前找到这些微小的世界给了团队一个机会来研究它们的轨道,并计划用航天器进行更详细的后续观察

如果在发射前不寻找这些小行星伙伴,露西也有可能遇到意想不到的双星

当飞船预计只有一个小行星时,看到两个小行星可能会混淆它的自主跟踪系统

幸运的是,露西科学团队已经熟悉了可以使用的完美工具

“你可以尝试寻找卫星的方法之一是使用哈勃

这也是我在柯伊伯带做过很多的事情,”基思·诺尔说,他是位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的项目科学家,也是欧洲卫星的发现者之一

“我们知道在柯伊伯带有100多颗双星,其中绝大多数是由哈勃发现的

" 可以理解

轨道望远镜,13

3米(43

5英尺)长,主镜直径为2

4米(7英尺,10

5英寸),不受地球大气层正常模糊效应的影响,因为它舒适地位于大气层之上

虽然一些较大的地球望远镜有时能够以类似的清晰度观察天空,但哈勃可以探测到一颗小而暗的卫星,它非常靠近一颗较大、较亮的小行星,而地球上的望远镜可能会错过这颗小行星

1月20日

2020年9月9日,露西任务正式宣布,它将访问的不是七个,而是八个小行星

事实证明,沿着露西路径的其中一个小行星——欧里巴特有一颗小卫星

露西小组发现卫星后不久,它和欧洲蝙蝠都移到了太阳后面,阻止了小组对它的进一步观察

然而,这些小行星在2020年7月从太阳后面出现,从那以后,露西小组能够多次用哈勃观察卫星,使小组能够精确地定义卫星的轨道,并使这颗小卫星最终获得一个官方名称——奎达

信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 为了知道在哪里寻找卫星,科学小组必须计算他们想要检查的小行星的希尔球体

希尔球是一个围绕物体的假想球,物体在其中具有主要的引力影响

换句话说,一个天体的所有稳定卫星都在其希尔球内运行

例如,地球的希尔球半径接近1

500万公里(930,000英里),月球在大约380,000公里(236,000英里)的轨道上安全运行

诺尔的团队提交了一份利用哈勃搜索卫星的提案,并在2018年秋季进行了第一轮观察

然后他们在图像中搜寻卫星的证据

这个过程很困难,因为哈勃拍摄的原始图像可能会很混乱

“它有很多突起和斑点,这不是一个干净的东西,”诺尔说

例如,明亮物体的原始图像通常会显示出衍射尖峰,即类似卡通四角星的明亮的X形

哈勃的相机也容易受到宇宙射线(以接近光速的速度传播的粒子)的影响,宇宙射线在图像上表现为亮点

“所以当你看着[这些图像]时,你会说,“嗯,那是一个卫星斑点,还是只是……光线从整个望远镜的整个光学组件散射的方式的一部分?“除了一个短暂的错误警报,当另一个露西目标,奥鲁斯,可能是一个二进制数时,研究小组没有看到卫星的新证据

也就是直到2019年11月

在一个大型科学小组会议的前一天晚上,诺尔正在准备一个关于搜索卫星的演示

在寻找照片来证明区分卫星和其他明亮斑点的困难时,他偶然发现了他的团队9月11日的哈勃照片

12, 2018

在对亮度和对比度进行实验后,他看到了靠近欧ybates的一个奇特的亮点

”我说,“天哪,那颗真的和我想象中的卫星很像

”意识到时间不早了,他绕着物体转了一圈,完成了演示

在第二天的演讲中,他指出了这个物体与卫星惊人的相似之处

观众中有迈克·布朗,这次任务的科学合作研究员之一

布朗打断了诺尔的话,问他是否看过9月11日另一次观察的数据

14岁,但诺尔承认他还没有机会

根据诺尔的说法,布朗在结束演讲前,检查了9月10日的数据

14大声说道:“我也看到了!” 露西科学小组检查了卫星图像

共同发现者基思·诺尔和迈克·布朗面对面坐在屏幕前,其他科学小组成员在一旁观看

信用:SwRI/日本

斯潘塞 每个人都围着布朗的笔记本电脑

他们真的发现了欧洲卫星吗?研究小组注意到,当他们比较两张照片时,这个物体似乎移动了一点,就像卫星可能移动一样

一项检查显示,该物体的观测位置符合许多可能的轨道

从行星动力学的角度来看,欧洲人可能有一颗卫星也是有道理的

Eurybates是由同一颗小行星碰撞产生的大量碎片中的一个,所以这些碎片中的一个可能围绕着Eurybates运行的想法并不牵强

这些都是朝着正确方向迈出的步伐,但不是确凿的证据

到目前为止,该团队只有两次观察,根据诺尔的说法,“你永远不会真正相信任何事情,直到你第三次看到它,所以我们必须获得更多的数据

“他们提交了一份再次使用哈勃望远镜的紧急提案,该提案很快获得批准,大约一个月后,研究小组就能得到他们的观测结果

他们要求12次观察卫星的机会,但得到了3次

如果他们能在三个卫星中的至少一个上再次看到卫星,他们将得到另外九个

他们的第一次机会是在12月16日

11

这颗卫星没有露面

该团队并不担心——还没有——因为他们知道很有可能它只是太靠近欧洲板块,迷失在耀眼的光芒中

他们在12月16日第二次尝试

令他们惊愕的是,害羞的小石头不见了

该小组开始怀疑他们所谓的卫星是否存在

“也许我们只是在自欺欺人

也许这不是真的,”诺尔回忆道

最后,在1月16日

3、他们找到了

在新的图像上可以清楚地看到这颗微小而模糊的卫星

正如他们所怀疑的那样,在之前的两次观测中,它太接近于欧洲矮星(比它的同伴亮6000多倍)而看不见

亮度的差异表明卫星可能不到1公里(0

6英里)的直径,与欧洲羚羊(64公里,或40英里)相比微不足道

露西特洛伊小行星目标欧律柏及其卫星克塔的插图

信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 露西小组发现卫星后不久,它和欧洲蝙蝠都移到了太阳后面,阻止了小组对它的进一步观察

然而,这些小行星在2020年7月从太阳后面出现,从那以后,露西小组能够多次用哈勃观察卫星,使小组能够精确地定义卫星的轨道,并使这颗小卫星最终获得一个官方名称——奎达

奎达是第一颗根据新修订的特洛伊小行星命名惯例命名的特洛伊小行星

虽然特洛伊人以前只以荷马的《伊利亚特》中的英雄命名,但现在较小的特洛伊人以奥运会和残奥会运动员的名字命名,以表彰这些现代英雄

奎塔是为了纪念墨西哥田径运动员诺玛·恩里克塔而命名的

在1968年夏季奥运会上,她成为历史上第一位点燃奥运圣火的女性

“奎塔”这个名字之所以被选为欧里巴斯卫星,是因为巴西利奥的角色类似于希腊先驱欧里巴斯

在古希腊,传令官是为国王或政府服务的信使,这一职业有时涉及长跑

根据古希腊历史学家希罗多德的说法,一位名叫菲迪皮德斯的传令官从雅典跑了260公里(160英里)到斯巴达,请求斯巴达人在马拉松战役中给予援助

(就是从这个传说中,我们得到了“马拉松”这个词

)传令官还负责宣布古代奥运会的开始,类似于火炬仪式宣布现代奥运会的开始

尽管火炬传递仪式不是古代奥运会的一部分,但它受到了古希腊传统的启发,这种传统被称为“火炬接力”,在接力赛中,运动员传递火炬,同时试图保持圣火的燃烧

欧里巴特家族的其他几个成员是以1968年奥运会和残奥会英雄的名字命名的,欧里巴特家族是一组实际上是由同一次碰撞形成的碎片的小行星

作为1968年奥运会的开拓者,奎达非常适合

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