这台望远镜原本要观测宇宙的诞生，却意外撞见威胁地球的无数“杀手”
这台望远镜原本要观测宇宙的诞生，却意外撞见威胁地球的无数“杀手”
AI划重点：全文约2135字，阅读需7分钟
1.美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯空间望远镜在观测宇宙诞生过程中，意外发现了威胁地球的无数“杀手”小型太空岩石。
2.该望远镜在探测小型太空岩石方面表现出色，包括一些长度仅几十米的岩石，这是在小行星带中发现的最小天体。
3.由于小行星老是干扰研究人员观测遥远天体，麻省理工学院的行星科学家阿尔乔姆·布尔达诺夫和同事们利用詹姆斯·韦伯空间望远镜开展了小行星搜寻工作。
4.他们的研究结果表明，詹姆斯·韦伯空间望远镜在行星防御方面能发挥作用，有助于发现潜在危险的小行星。
5.此外，美国国家航空航天局计划在本十年晚些时候发射另一台名为“近地天体观测者”的太空望远镜，将专门用于探测小行星。
即使是小型行星也会对地球造成很大的破坏——新的研究表明，詹姆斯·韦伯空间望远镜能够帮助发现最小的太空岩石。｜NASA
美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)具备诸多神奇功能：它能观测大爆炸后刚刚形成的星系，研究遥远的行星，还能聚焦我们太阳系内的行星及卫星。
本月发表在《自然》杂志上的一项新研究发现，它在探测小型太空岩石方面也出人意料地出色——包括一些长度仅几十米的岩石，这是在小行星带中发现的最小天体。
詹姆斯·韦伯空间望远镜并非为发现这些小行星而设计，它更像是一个狙击手的瞄准镜，用于近距离观察距离地球极其遥远的奇妙天体。“研究系外行星的科研人员通常并不关心小行星，”该研究的合著者、麻省理工学院的行星科学家阿尔乔姆·布尔达诺夫(Artem Burdanov)说道。
对于那些研究遥远星系和行星的人来说，太空岩石通常更像是个麻烦事。“自19世纪天文学家开始使用摄影技术以来，天体物理学家就不得不应对小行星‘闯入’他们的数据集的情况，因此他们将小行星称为‘天空害虫’，”马里兰州约翰霍普金斯应用物理实验室的行星天文学家安迪·里夫金(Andy Rivkin)说道，他并未参与这项新研究。
由于小行星老是干扰布尔达诺夫观测这些遥远天体的视野，他和同事们就琢磨，能否利用这台有史以来最先进的观测设备来开展一些小行星搜寻工作。他们的研究结果表明，詹姆斯·韦伯空间望远镜很擅长意外发现隐藏的太空岩石。
这对那些致力于阻止小行星撞击地球的人来说也是个福音。毕竟，行星防御的关键原则之一就是要在具有潜在危险小行星靠近我们之前先发现它们。詹姆斯·韦伯太空望远镜不会突然变成专门的小行星搜寻器。但里夫金表示：“它在行星防御方面肯定能发挥作用。”
2023年，来自詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据揭示了北落师门(Fomalhaut)恒星系中小行星带的内部运行情况。这个行星系拥有三条小行星带，其中有两条此前从未被发现过。｜NASA
太空岩石的光芒对行星防御者来说至关重要。近地小行星与地球轨道的距离至少接近4500万公里。哪怕只有几百米大小的小行星都能摧毁一座大城市，比这小的小行星也可能造成重大破坏。
哪怕仅仅几十米长的小行星，如果直接撞击，也能凭借类似非放射性核爆炸的威力摧毁一座城市。令人沮丧的是，小行星越小，就越难被观测到。
大多数搜寻小行星的天文台都是靠寻找从小行星上反射回来的太阳光。但是，表面反光的小行星看起来可能和外壳较暗但体积更大的小行星一样亮。这意味着依靠可见光并非确定小行星大小的理想方式。
理想情况下，人们希望使用带有红外线的望远镜来寻找这些小行星的热信号。“很多这类天体在红外线波段要亮得多，”该研究的合著者、麻省理工学院的行星科学家朱利安·德·威特(Julien de Wit)说道。
而且利用红外线，无论外层包裹物的反光性如何、有多暗，体积更大的小行星发出的光总是比体积小的更亮——这意味着红外线能让天文学家更好地了解小行星的大小。
詹姆斯·韦伯太空望远镜恰好有着极佳的红外“视力”——所以，德·威特和布尔达诺夫就想，为何不试试看能否利用这一优势呢？
为了一探究竟，他们采用了一种20世纪90年代首次研发出来的名为“位移叠加”的方法。
假设你有用望远镜拍摄的同一太空区域的多张图像。小行星在这些图像上会呈现为一个非常微弱的光源，且会在图像间移动。
如果你在追踪其在多张图像间移动轨迹的同时，将这个微弱光源的许多影像叠加在一起，就能增强这个光源的“亮度”，进而确定它是什么。
该团队利用两个搜寻系外行星的地面天文台检验了这种“位移叠加”方法是否有效。效果非常好：总共探测到了数百个小型天体。
地球的守护者
在大多数情况下，詹姆斯·韦伯空间望远镜都忙于研究遥远的宇宙。“留给小行星研究的时间不多，”未参与这项新研究的瑞士伯尔尼大学行星科学家萨比娜·拉杜坎(Sabina Raducan)说道，“但通过观测其他天体来看看能开展什么样的科研工作，这确实很不错。”
利用詹姆斯·韦伯空间望远镜发现小行星算是一项额外收获，而且它有时能发现那些可能会被其他望远镜遗漏的极小太空岩石，这是一个令人欣喜的发现。
不过，一台更专注于此的观测设备即将问世。美国国家航空航天局计划在本十年晚些时候发射另一台名为“近地天体观测者”的太空望远镜。它将配备红外探测器，充当专门的小行星搜寻器。
德·威特着重强调，詹姆斯·韦伯空间望远镜不会在“近地天体观测者”尚未发射前就抢了它的风头。詹姆斯·韦伯空间望远镜也不会让那些已在探测小行星方面颇为有效的地面天文台无用武之地。
“詹姆斯·韦伯太空望远镜绝不可能妨碍它们执行任务，”德·威特说道。但他的团队的研究表明，它将有助于行星防御工作。如果詹姆斯·韦伯太空望远镜在多张图像中捕捉到同一颗小行星，就能开始推算出它处于何种轨道上——并且在其他天文台的协助下，确定它是否是一颗正朝着成为近地小行星方向发展的主小行星带小行星。
“如果发现了一颗确实有可能撞击地球的小行星，詹姆斯·韦伯空间望远镜将是我们获取其大小、成分等早期信息的最佳手段之一，”里夫金说道，“这些信息可用于制定应对措施，并帮助设计任何侦察任务。”如果你要确定是尝试让冲向地球的小行星转向还是将其炸碎更好，了解这颗小行星的特性就非常重要。
归根结底，这项研究凸显出詹姆斯·韦伯太空望远镜是“一个非常了不起的工具”，它能发挥的作用远超任何人的预期，布尔达诺夫说道。而在保护地球免受潜在危险小行星撞击方面，每一种工具都能派上用场。