鲁宾天文台的LSST相机将探测到的小行星和其他天体图像可视化。图片来源：Sorcha.space

本报讯 来自世界各地的天文学家近日在《天文学杂志》发文称，一个预计今年晚些时候上线的全新天文设施，将探测到数百万颗新的太阳系天体。

它就是美国国家科学基金会与能源部运营的薇拉·C.鲁宾天文台，将有望彻底改变人们对太阳系“小天体”——小行星、彗星和其他小天体的认知。

鲁宾天文台位于智利北部的帕琼山脊，其配备的8.4米口径西蒙巡天望远镜具有独特的三镜面设计，每隔几个晚上就能观测整个天空。它的核心是全球最大的数字相机——32亿像素的“时空遗珍巡天”（LSST）相机，可通过6个滤镜覆盖9.6平方度的视场，大约是满月面积的45倍。

这套“宽-快-深”系统每晚将产生大约20太字节的数据，在未来10年制作出一部前所未有的宇宙延时“电影”，并为绘制太阳系地图提供强大的数据集。

英国贝尔法斯特女王大学的Meg Schwamb领导的天文学家团队开发了Sorcha，后者是一款创新的开源软件，用于预测可能的新发现。Sorcha是首个端到端模拟器，通过接入鲁宾天文台的观测时间表，并结合当前太阳系及其小天体分布的最佳模型，模拟了鲁宾天文台在图像中探测天体的过程。

“像Sorcha这样精准的模拟软件是至关重要的。”Schwamb表示，“它能告诉我们鲁宾天文台将有哪些发现，并帮助解读数据。最终，我们对太阳系天体的认知将呈指数级增长。”

除八大行星外，太阳系还存在大量小天体，它们在45亿年前与行星一起形成。许多小天体自太阳系诞生以来基本保持不变，堪称太阳系早期的“化石记录”。通过研究它们的轨道、大小和成分，天文学家可以重构行星形成、迁移和演化的过程。

这些数以千万计的天体，为研究地球上水和有机物质的来源、巨行星对行星轨道的重塑，以及近地天体带来的潜在风险等提供了重要窗口。

鲁宾天文台不仅能发现新的小天体，还将使用不同的光学滤镜进行多次观测，揭示它们的表面颜色。而之前的太阳系巡天中通常仅使用单一滤镜。

“有了LSST相机的太阳系天体目录，我们的工作就像从单调的黑白电视迈向绚丽的彩色电视。”贝尔法斯特女王大学的Joe Murtagh说，“令人兴奋的是，我们将探测到数百万颗新的太阳系天体，其中大部分将在巡天的最初几年被发现。”

研究团队预测，鲁宾天文台将绘制12.7万颗近地天体图像，并能探测到70%以上直径超过140米的潜在危险天体，使未被发现的灾难性小行星撞击风险至少降低一半，同时超500万颗主小行星带的小行星将在巡天前几年获得精确的颜色和自转数据；发现10.9万颗共享木星轨道的特洛伊小行星，这些天体代表了地球形成时期最原始的物质；识别3.7万颗海王星外天体及约1500至2000颗半人马天体。

Sorcha团队成员、美国西雅图华盛顿大学的Mario Juric表示，LSST相机是填补太阳系认知空白的千载难逢的机会。“我们的模拟显示，鲁宾天文台将使已知小天体数量增加4至9倍，提供前所未有的轨道、颜色和光变曲线数据。借助这些数据，我们将更新太阳系形成的教科书，并大幅提高我们发现甚至偏转可能威胁地球的小行星的能力。”

鲁宾天文台计划在6月23日的“第一次观察”活动中公布首批图像，让世界提前领略其巡天能力。全面的科学观测计划将于今年晚些时候启动。（王方）

相关论文信息：

https://doi.org/10.3847/1538-3881/add685