天問



學術統籌處

(Best View by Netscape communicator 4.03 本欄以 Netscape communicator 4.03 為最佳瀏覽器)


1

Credit: R. Evans and K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory) and NASA



●「追捕」小行星●



△前言


  位於加利福尼亞州巴沙迪那,NASA噴射推進實驗室的小行星獵手羅拔.伊文思及卡爾.斯塔皮爾費爾特捕捉了大約一百顆小行星。

  初步分析暗示在位於小行星帶︵位於火星及木星軌道之間︶運行的小行星數量大約有三十萬顆,它們大多是一至三公里寬。目前,在小行星帶中祇有八千三百一十九顆小行星的軌道被證實,而被觀測到卻未經證實的小行星也差不多是同一數量。然而,小行星獵手對於未能找到足夠證據證明有小彗星運行到接近地球的位置而感到有點兒好奇。



△從哈勃影像中找尋小行星


  大多數的天文學家都喜歡利用哈勃太空望遠鏡︵HST︶去找尋諸如類星體、遙遠星系或者超新星等等的天體,但是,伊文思及斯塔皮爾費爾特卻發現,狩獵細小的獵物如小行星也同樣能夠取得成功。

  花上三年以上的時間,兩位天文學家及其同事搜遍了二萬八千幀以上的WFPC2照片,找尋小行星的線索──一些在天空遊弋的光點。在眾多的小行星當中,大部分實在太暗淡,難以在目前的地面搜尋計劃中發現,而哈勃之能夠把它們的影像記錄下來也祇是純粹的意外:當哈勃在觀測某些天體時,鄰近的小行星往往橫過視場,你要避也避不了。



△小行星與小彗星對地球的威脅


  在涉及的範圍上,哈勃圖像基本上是涵括所有天區,所以他們可以根據天空中的小光點的數量與其位置以確定其小行星身份。伊文思表示:「正如所料,我們所看到的小行星都是集中在黃道面一帶。」小行星的數量是最多,且大部分都集中在黃道一帶的小行星帶中,它們似是有機會與較大的鄰居發生接觸而演化為橫越地球軌道的小行星,而在他們的研究中,其中有些最終也會衝向地球。

  在評估有多少小天體可能對地球具有潛在危機時,準確的小行星統計計劃是重要的一環,而哈勃的觀測則可以為科學家提供更多資料,使他們可以更準確地算出它們對地球的危害性。

  根據去年洛韋市洛韋大學的劉易斯.A.弗蘭克博士利用NASA極區地太空船所得到的資料,已有足夠證據證明在每一分鐘就大約有十二顆小彗星衝擊地球的上層大氣。伊文思及斯塔皮爾費爾特估計在哈勃眼中,這些小彗星也足夠能力產生數千條可被檢測到的痕跡,可是並無所得,因此他們相信可能通過地球附近的小彗星應該不會太多。



△利用視差確認小行星


  最近,哈勃圖像捕捉了一顆小行星,由於它橫過鏡頭的視場,所以造成了長長的流跡,正如一輛在夜裡飛馳的汽車,在長時間曝光中所獲得的車頭燈痕跡。但在這個案中,因為太空望遠鏡在低軌道上環繞著地球運動而不斷轉變位置的關係,小行星的流跡也表現獨特,而這效應被稱為「視差」。然而,視差卻可以讓伊文思及斯塔皮爾費爾特計算該小行星的距離及大小,正如人類的眼睛,可以利用雙眼去判斷距離深度,從而產立三維立體影像。祇要通過精確的測量,天文學家可以算出每一顆小行星在監測時的距離,對於一台地面望遠鏡來說,這是不可能達到的。

  其實找尋小行星並不是兩位天文學家的原先目的,他們作為WFPC2︵第二代廣角行星攝影機︶科學小組成員,原先祇是測試遙遠恆星及星系的影像,以確定新安裝的攝影機是操作無異。在一九九三年底裝上了WFPC2,之後獲得了第一批影像。至一九九四年,也是身為天文學家的黛博拉,帕格︵斯塔皮爾費爾特妻子︶在家中的個人電腦中指出了第一顆小行星。隨後,伊文思及斯塔皮爾費爾特開始把小組的超過一千六百幀影像中合併,最後確認多十二顆小行星。



△小行星的軌跡圖像


  在三年半的歲月裡,天文學家卡爾.斯塔皮爾費爾特及羅拔.伊文思檢視了哈勃太空望遠鏡第二代廣角行星攝影機所獲得的二萬八千多幀影像,最後確認了大約一百顆小行星,以下是其中四顆小行星運動所形成的流跡圖。

左上 一顆視亮度達到十八點七等的小行星,當時它正在半人馬座遊弋,與地球相距八千七百萬哩,與太陽相距則為一億五千六百萬哩。背景星被描繪為白色,而小行星則為藍色,軌跡長約十九弧秒。這顆小行星直徑祇有兩公里,大約為一又四分之一哩。大量的橙色及藍色斑點是由宇宙射線、高能的遜原子微粒衝擊攝影機的偵測器所造成。

右上 一顆剛運行至獅子座的小行星,視星等祇有二十一點八等。它的軌跡由兩個連續圖片構成,首先是藍色,其次為紅色,背景為一個星系。當時它與地球相距一億八千八百萬哩,與太陽則為二億三千三百萬哩。直徑祇有五分之四公里,大約為半哩。

左下 一顆剛位於金牛座的小行星,視星等祇有二十三等,在目前HST所獲得的最暗淡小行星中,它是其中一顆。它的軌跡由右上移至左下的兩個連續圖片構成,首先是藍色,其次為紅色。因為它的流跡相對地呈直線,所以天文學家較難計算其距離,但估計當時它與地球相距二億零五百萬哩,與太陽則為二億九千八百萬哩。直徑祇有五分之四公里,大約為半哩。

右下 一顆剛通過后髮座NGC4548星系外圍的小行星所留下的流跡,這五段呈白色的流跡是由獨立的圖片加在一張清晰的星系影像前面所造成。小行星自上方進入圖中,再移向左下,而當太空望遠鏡運行至地球另一邊時,不能繼續觀測而留下空隙。它的視星等祇有二十點八等。當時它與地球相距二億五千四百萬哩,與太陽則為二億九千二百萬哩。直徑祇有一點六公里,大約為一哩。

Credit: R. Evans and K. Stapelfeldt (Jet Propulsion Laboratory) and NASA



回到欄首

學術統籌處