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雨燕卫星成功拍摄到小行星影像

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11 November 2011

Note: The English-language version of this press release is available here.

这个星期,一颗航母大小的小行星在黎明快速划过地球上空,来自宾州州立大学和其他研究机构的天文学家们正用雨燕卫星密切监测着这颗快速移动的太空‘大石块’。于此同时,全球各地的天文爱好者和其他天文学家也都在用地面仪器观测着这颗小行星。雨燕卫星是唯一捕获到小行星放射出的紫外辐射的天文台。科学家们现在可以利用这些紫外波段数据来研究小行星的表面成分及更精确地预测其将来的近地轨道。

“从太空轨道运行的天文台上捕获一颗像小行星一样快速移动的物体需要特别小心”杰米·肯尼亚(Jamie Kennea)说。他是宾州州立大学的雨燕卫星科学运行小组带头人。他还说到:“这样一颗小行星很容易被错过,不过雨燕独特的快速反应能力和我们团队的刻苦工作让我们不止一次,而是两次成功地捕捉到了这颗小行星的影像。”

这部长27分钟的影像被等效地分割成每帧10秒的曝光片段。科学家通过这些曝光片段组成的影片来研究由小行星旋转产生的短期亮度变化。也就是说,这部影片由接受小行星2005 YU55紫外波段的光拍摄而成。这种波长的紫外线会被大气层吸收,地面上的望远镜是观测不到的。对研究行星的科学家来说,这个影片就像一块宝藏。里面的数据能帮助他们更好地了解小行星是怎么组成的。这些信息能帮助科学家们更可靠地预测未来一世纪里这颗小行星的运动。

小行星“2005 YU55”于2011年11月9日从雨燕紫外线及光学望远镜的时场快速拂过。此时离它与地球最近距离的接触仅仅过去了几小时。影片中,雨燕卫星拍摄的短片和一个数字巡天(Digital Sky Survey)图片的背景叠加在一起,用以显示其观测区域,即天马座的大广场(Great Square)所在的星图。小行星的飞行时间在影片中用世界时间标识。

“雨燕卫星的紫外线和X射线观测能力让科学家们对彗星和小行星有了一个独特的视角,把他们的视野延伸到了地面大型观察设备所采用的射电、红外线和光学等波段以外”塞尔吉奥·坎帕纳(Sergio Campana)说。他是位于意大利梅拉泰(Merate)的布瑞尔天文台(Brera Observatory)的一名雨燕卫星团队成员。他申请了暂停雨燕卫星原来的观测计划而用其强有力的几个望远镜们来观察转瞬即逝的小行星。

虽然雨燕卫星在观测宇宙尺度的爆炸产生的高能X射线和伽马暴上更为出名,这颗多功能卫星对过往的彗星和小行星也做出了有价值的观察。雨燕卫星总共观测过了10个小行星,包括维斯塔(Vesta)和希拉(Scheila)。维斯塔现在被NASA的道恩(Dawn)宇宙飞船紧密追踪研究。希拉曾在2010年与另一个比她小得多的小行星碰撞后异常明亮。

虽然被归类为一个潜在的危险物体,小行星2005 YU55至少不会于未来100年内与地球相撞。但学习研究它表面反射的光线和热量对估测未来可能出现的危险很有帮助。太空中的物体会吸收太阳光并再辐射出热能量。这两个过程都会产生一个微小的作用力,久而久之,可能改变物体的运动状态。“我们同时用雨燕的紫外线及光学望远镜和X光望远镜来观察这颗小行星,但和我们设想的一样,我们只观测到了紫外辐射,”丹尼斯·博迪维茨(Dennis Bodewits)说。博迪维茨是马里兰大学的一名雨燕卫星小组成员。

研究小行星2005 YU55的挑战在于它在宇宙中的快速运动。它太快了以致于雨燕卫星难以实时跟踪。于是,研究小组预测了小行星的轨道,并选定其中两个位置作为雨燕卫星观测坐标。第一次曝光在美国东部时间11月8号晚上9点前,小行星距离地球最近并达到最快速度的几小时后。此时雨燕只观测到一个很微弱的信号。六小时后,于大约3点时分,雨燕卫星观测并曝光了小行星扫过飞马座的大广场。这个11等星的巨型‘陨石’当时离地球大约333000英里(约532800公里),以每小时24300英里(38880公里每小时)的速度飞行。此时距离它与月球最接近时已经过了大约一小时了。

Starry sky with gray overlay.

2001年11月9日雨燕卫星的第二次观测结果记录在数字巡天的更广阔区域里。图片经过NASA/Swift和DSS许可。

这次曝光给雨燕团队的不仅是一次小行星通过的痕迹。“雨燕有了一个崭新的功能:切换成可以跟踪仪器捕捉到的每个光子的到达时间的模式。通过这些信息,我们可以在紫外线及光学望远镜的视场内以点的形式重现这颗小行星的移动。”尼尔·格雷斯(Neil Gehrels)说道。他是雨燕在马里兰格林贝尔的NASA美国宇航局戈达德太空飞行中心的首席科学家。

本文作者:弗朗西斯·瑞迪(Francis Reddy)、芭芭拉·肯尼迪(Barbara Kennedy)
联系人:

Jamie  Kennea:kennea@swift.psu.edu, 814-865-0234

Neil Gehrels: neil.gehrels@nasa.gov, 301-286-6546

John Nousek: nousek@swift.psu.edu, 814-863-1937

Lynn Cominsky: lynnc@universe.sonoma.edu, 707-664-2655

Barbara Kennedy: science@psu.edu, 814-863-4682

相关图片:

  • http://www.science.psu.edu/news-and-events/2011-news/Kennea11-2011

相关链接:

  • http://www.nasa.gov/topics/universe/features/asteroid-collision.html
  • http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/lulin.html

雨燕太空观测站的相关信息:

雨燕卫星的科学任务及轨道控制由位于宾州州立大学的控制中心操控。雨燕卫星的X光望远镜和紫外线及光学望远镜由宾州州立大学带领的国际研究小组设计并建造。这两个望远镜的建造基于各机构以往积累的太空望远镜的经验。X光望远镜由宾州州立大学和英国的莱斯特大学 (University of Leicester)及意大利的布瑞尔天文台(Brera Astronomical Observatory)合作完成。紫外线及光学望远镜由宾州州立大学及伦敦大学学院的米勒尔太空科学实验室(Mullard Space Science Laboratory of the University College - London)合作建造。雨燕卫星的伽马暴预警望远镜能快速提供其观测的伽马暴的初始位置。它重要由位于马里兰州的格林贝尔的NASA美国国家宇航局戈达德航天中心(NASA Goddard Space Flight Center)和位于新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)设计,并在戈达德航天中心完成组装。用三个不同波段的望远镜,雨燕卫星能快速旋转指向出现伽马射线源,从而立即提供大部分伽马暴的多波段跟踪观测。雨燕的航天飞机由光谱宇宙有限公司(Spectrum Astro Inc.)建造。光谱宇宙有限公司原是通用动力(General Dynamics)的一部分,现为轨道科技公司(Orbital Sciences Corporation)所有。雨燕太空天文台在2004年11月发射并于2005年1月完全投入使用。雨燕天文台装备的三个主要器械分别是:伽马暴爆发预警望远镜、X射线望远镜和紫外线及光学望远镜。

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