最近距離3.5億公裡！小行星是怎麼找到的？

引言

2020年6月3日，國際天文學聯合會（IAU）發布命名公報，批准編號281880的小行星命名為「吳偉仁星」，以褒揚吳偉仁院士在探月工程和深空科學探測領域的傑出貢獻。

吳偉仁院士

吳偉仁星是2007年8月由紫金山天文臺發現的，它位於火星與木星之間的小行星帶，直徑大約為5公裡，軌道傾角17.2°，軌道半長徑達3.2個天文單位。由於地球與太陽之間的距離是1個天文單位（約1.5億公裡），也就是說這顆編號為281880的小行星與地球之間的最近距離超過3.5億公裡！

「吳偉仁星」的軌道

5公裡，10裡路，在地面看起來距離並不短，但直徑5公裡的小行星在茫茫宇宙中卻只相當於一粒微塵。如此遙遠的距離，科學家們是如何發現並定位它的呢？尋找小行星有什麼用處？我們今天就來討論這個話題。

小行星帶與小行星

我們的太陽系有八大行星，水、金、地、火、木、土、天王星和海王星，冥王星因為太小被歸為矮行星。在八顆行星中，水星最小，木星最大。

太陽系示意圖

太陽系的八大行星之間並不是空空蕩蕩一無所有，而是充斥著許多大大小小的星子、碎塊和塵埃，這些大大小小的天體被稱為小行星；在太陽系的外圍還有許多由冰和塵埃聚積而成的彗星，當彗星飛向太陽時，它會表面被加熱升華噴射出來形成長長的彗尾。

行星之間有無數的小天體

木星很大，它的引力也最強。木星附近的小天體很難聚到一起形成行星，它們被木星引力撕扯著牽引著，在火星與木星之間形成了一個小行星帶。在這個小行星帶裡有直徑達952公裡的穀神星、直徑600公裡的智神星，也有直徑僅幾釐米的小碎片。吳偉仁星便是小行星帶中的一員。

火星與木星之間的小行星帶

發現小行星的條件

在晴朗的夜裡仰望星空，你看到的絕大多數亮點都是恆星。恆星儘管距離我們極遙遠，由於它們自己能發光，所以很容易看見。太陽系裡的行星自己不能發光，我們只能通過太陽的反射光才能看到它們，因此肉眼可見的只是金星、火星和木星等寥寥幾顆。

小行星呢？儘管太陽系裡有數以億計的小行星，但它們太小了，我們用肉眼無法看到它們，只有藉助天文望遠鏡。到目前為止，人類已經發現並標記的小行星已經接近100萬顆。

目前已知的近地小行星與未知小行星

找到小行星需要滿足幾個條件：

一、太陽光要能照射到它，並且反射回地球，否則你看不見它；

二、它需要足夠大，或者足夠近，太小或太遠的小行星我們也看不見；

三、你需要一臺或許多臺巨大的天文望遠鏡。好在今天有許多天文臺把他們的巡天數據都放在了網上，這些數據都是公開的，因此你不需要自己買大型天文望遠鏡，你也買不起。

天文臺巡天望遠鏡

四、你需要一個龐大的資料庫，那裡存儲著已知的天體數據，包括別人已經找到的近百萬顆小行星數據；

五、你需要一臺計算機和專業的天文測量軟體，當找到一顆新的小行星時，你得定位它，計算出它的各項參數和運行軌道並且報告給小行星中心（MPC），否則你就白忙了。

六、這也是最重要的一點：你需要有科學的頭腦、對宇宙探索的巨大熱情、並且耐得住寂寞。探索星空並不是件浪漫的事，它很枯燥，特別是當你需要日復一日地去做這件事卻未必見到成果的時候。

尋找小行星是件枯燥的工作

如何尋找小行星？

世界各地的天文臺都設置了許多巡天望遠鏡，這些望遠鏡將拍攝的照片上傳到一個龐大的資料庫裡，天文臺的科學家和一些天文愛好者可以下載這些圖片，將其與同一天區之前的照片進行比對。

太空中恆星的位置相對固定，這是因為它們距離遙遠，即使我們的地球和太陽系在快速運動，這些恆星與地球之間相對角度的變化極小，可以忽略，因此這些恆星可以當作參照的坐標。

在星空中尋找小行星

相比之下，行星和小行星的移動幅度會比較大，在兩個不同的時間裡，它們會出現在天空不同的位置，通過對這些光點時間與位置的分析，我們就能利用計算機計算出它的運動軌跡。

再將這些軌跡數據與資料庫中已知天體的軌道參數進行比對，我們就能大致判斷那顆移動的小光點是不是一顆未被發現的小行星了。

移動的光點

當MPC接收到你上報的信息後，他們的科學家會對數據進行校驗，以確定你發現的是一顆新的天體，如果確認，MPC會對其進行臨時編號，幾年之後再確認無誤後，你就能得到一顆屬於自己的小行星了。

我們為什麼要找小行星？

首先，人類需要滿足好奇心，我們對太空中一切未知的事物提出疑問，並努力尋找答案，小行星就是其中的一個答案。尋找科學答案的過程是人類文明進步的重要推動力。

其次，對小行星的探索有助於解答太陽系以及行星形成中許多科學問題。

第三，尋找未來對地球有潛在威脅的天體。

近地小行星將威脅地球

由於行星引力的擾動，有些小行星會被吸引進入接近地球的軌道，成為近地小行星。當一顆直徑超過20公裡的小行星穿越大氣層砸向地面，它會引發巨大的災難，科學家們認為數千萬年前恐龍的突然滅絕就與小行星撞擊有關。因此，尋找小行星、計算出它們的軌道並嚴密跟蹤它們，是未來應對潛在威脅、拯救地球生命的重要手段。