鲁宾天文台首次图像发布,加速小行星监测

天文学家们通常将注意力集中在天空,但在2023年6月23日,科学界的目光转向了华盛顿特区,维拉·C·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)首次发布了该望远镜的图像。许多人已经等待了超过20年才能看到鲁宾的实际运作,初步发现让人倍感振奋。

鲁宾天文台是美国国家科学基金会(NSF)和美国能源部(DOE)科学办公室的联合项目,最近进行了首次10小时的测试观测。仅在如此短的时间里,天文台就拍摄了令人眼花缭乱的图像,并发现了2000多颗之前未知的小行星,包括七颗近地小行星。这些小行星没有对地球构成威胁,但通过这一大量新数据,天文台已经为小行星猎手在行星防御方面带来了改变。鲁宾通过对整个南天的前所未有的快速和详细调查,使科学家们能够找到和追踪更多的太空岩石。

麻省理工学院(MIT)行星科学教授理查德·宾泽尔(Richard Binzel)表示:“当这个摄像系统被设计出来时,我们都知道它将带来令人惊叹的成果,但这超出了我们所有的预期。”

有关这2000颗新小行星的数据直接送达国际天文学联合会的小行星中心(Minor Planet Center,MPC),这是一个全球公认的机构,负责对小行星、彗星和其他小天体的数据进行分类和分发。MPC在早些年已经为鲁宾预计将带来的数据洪流做好了准备,升级了其软件以处理大量观测数据。当第一轮官方数据在周一蜂拥而至时,MPC主任马修·佩恩(Matthew Payne)表示,这既让人紧张又令人兴奋。

这仅仅是未来的一个预告。在几个月内,鲁宾将开始进行为期十年的“宇宙与时间的遗产调查”(Legacy Survey of Space and Time,LSST),这是对南天的近乎连续调查。这将产生一个超宽、超高清的宇宙时光记录。就小行星而言,MPC预计每年将收到约2.5亿次来自LSST的观测数据。佩恩说:“对我们来说,这将是数据总量的一个游戏改变,因为目前我们每年收到的只有5000万到6000万。”

鲁宾如何做到这一点?

鲁宾的卓越能力源于其独特的仪器。鲁宾天文台配备了一种独特的三面镜望远镜设计和有史以来最大数字相机,使其能够在进行全视野调查时仍能检测到非常微弱的小行星等物体。佩恩解释说,这弥补了现有技术之间的关键差距。

在寻找太空岩石时,MPC天体物理学家彼得·维雷斯(Peter Veres)表示:“你需要尽可能深入。” “这就是LSST所做的,而世界上没有任何旨在行星防御的调查望远镜能够做到这一点。”在这十年的调查中,鲁宾将通过其27.6英尺(8.4米)的西门子调查望远镜以自动化的时间表观察宇宙。每个30秒的曝光将覆盖约45倍于满月面积的区域。然后,庞大的LSST相机将捕捉宽视场图像并将其拼接在一起,每三晚呈现出南天的完整视图。鲁宾的广阔视野、短曝光时间和快速扫空天空的能力将产生大量的小行星发现,维雷斯解释道。

2005年,美国国会要求NASA建立一项近地天体(NEO)调查计划,旨在探测、追踪、分类和表征所有直径至少328英尺(100米)的近地小行星和彗星。如果其中一个物体撞击地球,将会造成大规模的毁灭,甚至在大陆范围内摧毁生命。佩恩表示,目标是到2020年找到90%的近地天体,但目前的估计显示,NASA仅找到了大约40%。佩恩说,LSST可能帮助NASA加快进度。“这将开始彻底改变我们对这一群体的理解。”

宾泽尔对此表示赞同。“这些物体确实存在,无论我们是否能看到它们,”他说。 “现在我们将能够看到它们,我们将能够确定大多数,甚至所有小行星将在未来几十年内安全地经过地球。但好消息是,如果有一个物体已经对我们怀有敌意,我们很可能会在几十年前就能发现它。”

理论上,这将为NASA的行星防御协调办公室(PDCO)提供时间,发起拦截小行星的任务。虽然PDCO仍在开发这一能力,但在2022年,它发射了“双小行星重定向测试”(DART)任务,将一艘宇宙飞船送往与小行星卫星迪摩佛斯(Dimorphos)碰撞的十个月的旅程。成功的碰撞改变了迪摩佛斯的轨道,证明NASA如果有足够的时间,可以将大型小行星从地球上偏离。

NASA对此并不印象深刻?

鉴于鲁宾在行星防御工作中的明显潜力及其所获得的全球关注,人们可能会预期NASA对此大加赞赏。然而,事实并非如此。该机构对鲁宾的首次发现表现得异常沉默,似乎在无视这些成果。

近地天体及行星防御的前NASA员工、现任NASA Watch编辑基思·考温(Keith Cowing)向《Gizmodo》表示:“这是一种寻找小行星的超光速方式。你会认为行星防御的人会在前排为此欢呼,要求我们发给他们数据!”

NASA没有分享关于周一事件的任何公开信息,也没有宣传鲁宾的发现。当《Gizmodo》联系NASA请求评论鲁宾对行星科学与防御的贡献时,NASA拒绝回应,并建议联系鲁宾天文台。

在2023年6月24日,NASA监察长办公室发布了一份关于NASA行星防御战略实施与管理的报告。这份报告仅简要提到鲁宾,与NASA即将推出的近地天体探测器(NEO Surveyor)一同提及,NEO Surveyor是一种旨在寻找可能撞击地球的小行星的太空望远镜。报告中提到:“这些新天文台预计将发现和追踪比目前能力显著更多的NEO,这可能意味着需要大幅度增加跟进观测。”

尽管NASA的PDCO及其行星科学项目无疑将利用LSST收集的数据,但为什么会表现出如此冷漠?考温认为,这反映了该机构内部的动荡。“他们在NASA感到紧张,”他说。 “他们的预算正受到各方削减,他们不知道最终预算会如何,但白宫希望削减,这让他们不得不用手头的资源反应。”

确实,唐纳德·特朗普总统(President Donald Trump)2026年的预算提案将NASA的科学资金削减高达47%,这可能会导致410多项任务被取消, 根据行星协会的报告。“唯一的好消息是没有什么被切掉,”考温说道。

他怀疑,包括行星防御人员在内的大多数NASA员工都处于生存模式。“当你根本不知道自己是否会有工作,旁边的人是否会有工作,或者你是否要为同样的工作竞争时,你该怎么做?”考温问。 “这就是问题的核心。只是这种普遍的郁闷和恐惧,人们根本没有在跨机构和国家间进行例行的专业、合作和同事之间的工作。”

随着NASA科学的发展面临挑战,该机构是否能充分利用鲁宾的数据尚不清楚。尽管PDCO目前在全球行星防御工作中处于领先地位,但这种情况可能很快会发生改变。然而,宾泽尔仍然很乐观。他说:“伟大的国家会做伟大的科学。” “我继续相信我们的国家会继续做伟大的科学。

图片源于:gizmodo