利用遙遠的恆星，追蹤太陽系的小行星，不愧是歐空局的老蓋亞

歐空局蓋亞衛星空間天文臺是一項雄心勃勃的任務，通過對超過10億顆恆星進行高精度測量，構建我們銀河系的三維地圖。然而，在繪製遙遠恆星地圖的旅途中，蓋亞正在給離我們太陽系家更近的一個領域帶來革命性變化。通過精確繪製恆星圖，蓋亞衛星正在幫助天文學家追蹤「丟失」的小行星。利用恆星發現小行星：蓋亞衛星通過重複掃描整個天空來繪製銀河圖。

在蓋亞衛星任務過程中，對其超過10億顆目標恆星中的每一顆都進行了大約70次觀察，以研究它們的位置和亮度是如何隨著時間的推移而變化。這些恆星離地球如此之遠，以至於它們在圖像之間的運動非常小，因此蓋亞必須如此精確地測量它們的位置，才能注意到其中的不同之處。然而，有時蓋亞衛星發現發出微弱的光源，從天空某一區域的一幅圖像移動到下一幅圖像，甚至在消失之前只在一張圖像中被發現。

要如此快速地穿過蓋亞的視野，這些物體必須位於離地球更近的地方。通過對照已知太陽系天體的目錄檢查這些天體位置，這些天體中的許多都是已知小行星。然而，其中一些被確認為是潛在的新探測，然後由天文學團體通過太陽系天體蓋亞衛星後續網絡進行跟蹤，通過這一過程，蓋亞衛星成功發現了新的小行星。這些直接的小行星觀測對太陽系科學家來說很重要。

小行星追蹤能手

然而，蓋亞衛星對恆星位置的高度精確測量，為小行星追蹤提供了更具影響力的間接好處。當我們觀察小行星時，會觀察它相對於背景恆星的運動，以確定它的軌跡，並預測它未來的位置。這意味著我們越是準確地知道恆星的位置，就越能可靠地確定一顆小行星從它們前面經過的軌道。在與歐洲南方天文臺(ESO)的合作下，研究團隊參與了一項針對TC4的觀測活動。

TC4是一顆定於經過地球的小行星，不幸的是，自從2012年首次發現這顆小行星以來，隨著它從地球上退去，它變得越來越微弱，最終變得看不到。在即將到來的觀測任務中，它將出現在天空中的什麼地方並不為人所知。小行星可能出現的天空區域，比望遠鏡一次可以觀測到的區域要大。因此，天文學家必須找到一種方法來改進對小行星位置的預測。

研究人員回顧了2012年最初發現的觀測，蓋亞衛星後來對圖像背景中一些恆星的位置進行了更準確測量，用這些來更新數據分析小行星軌跡，並預測它將出現在哪裡。研究人員用蓋亞衛星的數據，把望遠鏡對準了預測的天空區域，第一次嘗試就發現了TC4小行星，真是出乎意料。下一個研究目標是精確測量小行星的位置，但在新圖像中，可供參考的恆星很少。

舊星表中列出的恆星有17顆，蓋亞測量的新恆星只有4顆，所以用這兩組數據都進行了計算。未來，當這顆小行星被其他團隊多次觀測，它的軌道也更為人所知時，很明顯，研究只用4顆蓋亞恆星進行的測量，比用17顆恆星進行的測量要準確得多，這真的很令人驚訝。同樣的技術正在應用於從未「丟失」的小行星，使研究人員能夠使用蓋亞衛星的數據，比以往任何時候都更準確地確定它們的軌跡和物理性質。

與太陽共舞

這有助於天文學家更新小行星種群模型，並加深我們對小行星軌道如何發展的理解，例如，通過測量微妙的動力學效應，這些效應在將小型小行星推入，可能看到它們與地球相撞的軌道方面發揮了關鍵作用。為了對其他恆星位置進行如此精確的測量，蓋亞與我們太陽有著複雜的關係，蓋亞衛星繞日地系統的第二個拉格朗日點L2運行。這個位置讓太陽、地球和月亮都在蓋亞身後：

能讓蓋亞衛星在不受它們幹擾的情況下，觀察天空的很大一部分。蓋亞衛星也處於均勻的熱輻射環境中，經歷了穩定的溫度。然而，蓋亞衛星不能完全落入地球的陰影中，因為太空飛行器仍然依賴太陽能。由於圍繞L2點的軌道不穩定，小的擾動可能會積聚起來，並看到太空飛行器走向日食。蓋亞衛星在歐空局位於達姆施塔特的ESOC任務控制中心。

飛行控制團隊負責修正太空飛行器的軌跡，使其保持在正確的軌道上，遠離地球的陰影，他們確保蓋亞衛星仍然是有史以來最穩定和最準確的太空飛行器之一。

博科園｜研究/來自：歐空局ESA

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