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为美国宇航局的露西任务观察一颗恒星的闪烁以确定小行星的大小

天文学与空间 2022-10-05 00:01:37

由美国宇航局戈达德太空飞行中心拍摄 插图的露西飞船附近的一个大的小行星,木星在遥远的背景中可见

学分:西南研究院

最近,数十名天文学家聚集在拉斯维加斯附近,遍布整个地区,他们将望远镜对准天空,等待着10月10日的那一刻

一颗遥远的星星发出的光消失了

这是一个非常小的活动,很容易错过

然而,在这几秒钟内收集的数据将有助于美国宇航局露西号任务的成功,该任务于10月10日从佛罗里达州卡纳维拉尔角空间站发射

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这颗恒星似乎短暂地熄灭了,因为小行星欧里巴特已经从它前面经过

Eurybates是露西未来12年将造访的少数几个小行星之一

当Eurybates遮住恒星时,科学家称这种现象为“掩星”,一种40英里(300公里)宽的阴影,其大小相当于小行星掠过该区域的大小

通过在阴影预测的穿越内华达州的路径内展开,天文学家试图测量宽至几百英尺或几百米的欧律柏,并确定其形状

这些信息将被露西研究人员用来补充2027年露西号飞船近距离飞越欧洲陨石时收集的数据,该数据旨在确定这颗小行星是由什么组成的,以及它在数十亿年前形成于太阳系的什么地方

为什么是掩星? 掩星是任何一个天体从另一个天体前面经过,阻挡后者进入观察者视野的事件

最著名的例子是日食,它发生在月亮从太阳和地球之间经过时,挡住了我们的视线

总部设在圣安东尼奥的西南研究所露西任务的掩星科学负责人马克·比伊说:“它看起来真的像一颗刚刚消失的恒星。”

Buie帮助协调了内华达州的欧洲卫星观测

“这看起来有点奇怪,但掩星给了我们真正有价值的信息

" 观测掩星是科学家收集关于露西目标目的地大小和形状的精确信息的工具之一,被称为“特洛伊”小行星

这些特洛伊木马聚集成两个群,以与木星大约相同的距离围绕太阳运行(尽管它们离木星和离太阳一样远)

特洛伊小行星是早期太阳系的残余,其中最大的以希腊神话中的人物命名

露西任务将首次近距离分析其中七颗行星,帮助科学家完善行星如何形成并最终到达其当前位置的理论

虽然科学家们可以使用强大的观测站(如美国宇航局的哈勃太空望远镜)发现特洛伊小行星(事实上,他们在2018年以这种方式发现了一颗欧洲卫星),但这些小行星看起来只是小光点,因此很难精确确定它们的真实大小和形状

西南研究所露西任务的掩星专家布莱恩·基尼说:“掩星是我们在露西到达之前尽可能多地了解物体的一种方式,这样我们就可以充分利用航天器超级接近每个目标时我们将获得的短暂机会。”

露西到达每颗小行星后,科学家将能够测量每颗小行星的质量

这些信息,加上来自飞越、掩星和其他基于地球的技术的大小和形状数据,将有助于揭示每颗小行星的密度

密度告诉科学家组成,或者小行星是主要由冰还是岩石组成

科学家希望比较特洛伊小行星的成分,以确定它们是否来自太阳系的相同或不同部分

50亿年前,以及特洛伊人与太阳系其他小行星的关系

基尼说:“露西将看到每颗小行星的表面,但我们需要更多地了解内部,这是掩星可以提供帮助的地方。”

露西正前往木星的特洛伊小行星!但是这些特洛伊人到底在我们太阳系的什么地方呢?他们可能不像你想的那样

观看此视频,了解我们的露西飞船12年来的轨迹,它将接管飞越特洛伊小行星的任务,并揭开行星形成的秘密

学分:美国宇航局戈达德/艾莉森·加斯帕里尼 看着一颗星星消失 为了准备掩星,天文学家根据已知的小行星轨道和要被掩星的恒星的精确位置,预测阴影穿过地球的路径

然后,他们沿着一条垂直于这条路径的线安装了几十个望远镜,等待小行星遮住一颗特定的恒星

他们计算小行星经过其前方时星光闪烁的秒数,然后用小行星已知的速度计算其宽度

由于掩星时间和宽度在望远镜所在线上的每个点都是不同的——每个望远镜站对应着一条穿过小行星的不同线——科学家们也可以通过结合每个望远镜的数据来确定小行星的轮廓形状

通过观察同一颗小行星的多次掩星,科学家可以捕捉到小行星的不同侧面,并将它们的二维轮廓投影组合成三维形状模型

“掩星已被证明是一种极好的技术,可以最大限度地提高露西号等任务的科学回报,”总部位于华盛顿的美国宇航局总部露西号任务的项目主管阿德里亚娜·奥坎波说

对未来掩星时间和位置的准确预测依赖于与恒星和小行星位置相关的无可挑剔的信息

当布依在20世纪80年代开始跟踪掩星时,可用的数据给他留下了巨大的不确定性,这意味着他的团队最终可能会在小行星的阴影之外几英里处

例如,为了捕捉到一颗10英里(20公里)宽的小行星的掩星,Buie会将望远镜沿着190英里(300公里)的路径展开

今天,这个区域比以前小了六倍

多亏了哈勃和欧空局(欧洲航天局)的盖亚卫星,天文学家的预测有了显著提高,这有助于确定近20亿颗恒星的精确位置

此外,露西快速移动的目标小行星的轨迹经常被地面望远镜监视和改进,偶尔还有哈勃望远镜

如何捕捉掩星 Buie称掩星事件为“大型活动”,因为它们需要庞大的团队,每个望远镜的精确位置预测,以及许多成功收集数据的望远镜

例如,在内华达州,来自全国各地的专业和业余天文学家,包括教师和高中生,使用37台望远镜观察欧洲矮星

但是掩星发生在世界各地,从阿根廷到南非,塞内加尔和西班牙

Buie和其他Lucy科学家必须协调前往这些目的地的旅行,在当地找到观察志愿者,并对他们进行培训

参与观测活动的奥坎波说:“掩星为人类的福祉、兴奋、参与和灵感提供了科学进步的重要国际合作因素,这是美国宇航局任务的核心。”

除了组织掩星活动的后勤挑战之外,科学家们还必须应对不可预测的天气

成功的战役依赖于晴朗的天空

当观测者在内华达州等待欧洲卫星掩星时,他们看到云向他们移动

Buie说:“如果那次Eurybates掩星发生在一个小时后,没人会看到任何东西。”

“云会把我们消灭的

" 该团队将继续观察掩星现象,直到2033年露西最后一次飞越特洛伊小行星普特洛克勒斯,即使面对恶劣天气

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