作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2014-5-22 9:09:15
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美“新视野号”遭遇目标危机
找到一颗适宜柯伊伯带天体成当务之急

 

本报讯 距离地球约43亿公里,已经飞过了去往冥王星的大半路程,然而如今,美国宇航局(NASA)的新视野号探测器却很有可能无法完成其一半的使命。该项目管理者正面临着一个迫在眉睫的最后期限,他们需要在此之前找到一颗冰冷的天体,从而敲定探测器在飞越冥王星后究竟要往外太阳系的何处去。

造访一颗柯伊伯带天体(KBO)一直是新视野号探测器斥资7亿美元旅程的一个关键组成部分。但考虑到天文学家使用地基望远镜的当前策略,以及利用哈勃空间望远镜固定的观测时间,想要找到一颗合适的KBO,机会将变得非常渺茫。柯伊伯带被认为包含许多小天体,它们来自环绕着太阳的原行星盘碎片,由于未能成功结合成行星,因而形成较小的天体,最大的直径不超过3000千米。

新视野号探测器将于2015年7月飞越冥王星。之后不久,该探测器必须点燃引擎,并将自己送往飞向一颗选择好的KBO的轨道上。项目科学家必须在接下来的几个月中确定一颗KBO,前提是他们能够准确地勾勒出新视野号的飞行轨迹以便其与目标准确相遇。

“他们没有时间了。”并未参与该项目的亚利桑那州图森市行星科学研究所所长Mark Sykes表示,“我们不只是在谈论科学的迷失——我们正在谈论我们的投资回报。”

新视野号团队的科学家们已经超额预定了哈勃空间望远镜160条轨道的观测时间。这对于一个已经在运转中的NASA项目而言是一个非常罕见的要求。负责分配哈勃空间望远镜时间的委员会将在6月13日作出决定。

新视野号探测器的两个目标——冥王星和一颗KBO——每个都具有不同的意义。亚利桑那州洛威尔天文台的项目联合调查员Will Grundy指出:“两个不同领域的科学家都感到非常兴奋。”飞越冥王星将是第一次近距离一瞥这颗从地质学角度而言非常活跃的星球以及它的卫星。而两三年之后的KBO之旅将是迄今为止对这些原始冰冷天体的最佳观测时机——它们记录了太阳系形成早期的大量信息。

从理论上而言,新视野号科学家应该在很久之前便确定一颗稳定的KBO。但他们将自己主要的研究工作后延至2011年——这是为了等待所有可能的KBO目标开始收缩于一个狭窄的空间区域,以便新视野号探测器在与冥王星相遇后能够到达那里。Grundy指出,在2011年之前便开始寻找它们几乎是不可能的,因为有太多的KBO分散在太空中。

如今,搜寻KBO的工作正在进行当中——新视野号的研究人员主要使用位于夏威夷的直径为8.2米的斯巴鲁天文望远镜,以及位于智利的直径为6.5米的麦哲伦天文望远镜从事这项研究。他们已经找到了约50颗新的KBO,但没有一颗KBO距离新视野号探测器所能到达的范围足够近。

部分原因在于天文学家所寻找的区域恰好位于银道面内,这里是大部分银河系恒星的家。而明亮的恒星所发出的光远远胜于KBO发出的微弱光线,这就使找到合适的KBO变得相当困难,同时也对观测时机提出了更高的要求。

研究人员估计,最坏的情况是新视野号探测器将不得不远距离观测一颗KBO。几颗可能的远距离目标已经被发现。但即便用其装载的21厘米望远镜,新视野号探测器对一颗遥远KBO的观测也将胜过2.4米直径的哈勃空间望远镜在地球轨道上的观测结果。

尽管如此,新视野号团队并没有放弃寻找近距离KBO目标的最后希望。“如果我们能够找到一颗KBO,”Grundy说,“我们将愉快地接受它。”

新视野号探测器于2006年1月17日发射升空,主要目的是对冥王星、冥卫一等柯伊伯带天体进行考察。该探测器将成为人类有史以来最快速的人造飞行物体,它飞越月亮绕地球轨道不到9个小时,到达木星引力区只用了13个月。新视野号探测器现在正以每小时约3.1万英里(4.99万公里)的速度前进。(赵熙熙)

《中国科学报》 (2014-05-22 第2版 国际)
 
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