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1968年以来“行星雷达”已观测到超过1000颗近地小行星

2021-09-04 23:05 · 稿源: cnbeta

在历史性的里程碑之后七天,美国宇航局Deep Space Network Goldstone的一个巨大天线对另一个更大的物体进行了成像。2021年8月14日,一颗被命名为2021 PJ1的小型近地小行星(NEA)在超过100万英里(约170万公里)的距离上经过我们的星球。

宽度在65到100英尺(20到30米)之间,这颗最近发现的小行星并没有对地球构成威胁。但是这颗小行星的接近是历史性的,标志着在仅仅50多年的时间里,行星雷达观测到的第1000颗NEA。

而仅仅七天之后,行星雷达又观测到了第1001个这样的物体,但这颗天体要大得多。

自从1968年首次对小行星1566 Icarus进行雷达观测以来,这种强大的技术已经被用来观测经过的NEA和彗星(统称为近地天体,或NEO)。这些雷达探测提高了我们对近地天体轨道的认识,提供的数据可以将未来运动的计算延长数十年至数百年,并帮助明确预测一颗小行星是否会撞击地球,或者它是否只是会从附近经过。例如,最近对具有潜在危险性的小行星阿波菲斯的雷达测量有助于消除它在未来100年内撞击地球的任何可能性。此外,它们可以为科学家提供关于物理特性的详细信息,这些信息只有通过发送航天器和近距离观察这些物体才能匹配。根据一个小行星的大小和距离,雷达可以用来对其表面进行错综复杂的成像,同时还可以确定其大小、形状、自旋率,以及它是否伴随着一个或多个小卫星。

该图表示2021年8月14日小行星2021 PJ1的雷达回波。横轴代表预测的多普勒频率和新的雷达测量值的差异。

在2021年PJ1的案例中,这颗小行星太小,观测时间太短,无法获得图像。但是作为行星雷达探测到的第1000个NEA,这一里程碑式的事件凸显了研究已经接近地球的NEA的努力。

"2021 PJ1是一颗小行星,所以当它在超过100万英里的距离上经过我们时,我们无法获得详细的雷达图像,"Lance Benner说,他在南加州的NASA喷气推进实验室领导NASA的小行星雷达研究项目。"然而,即使在这样的距离,行星雷达也足以探测到它,并以非常高的精度测量其速度,这大大改善了我们对其未来运动的了解。"

本纳和他的团队领导了这项工作,使用位于加利福尼亚巴斯托附近的深空网络金石深空综合体的70米(230英尺)深空站14(DSS-14)天线,向小行星发射无线电波并接收雷达反射,或"回波"。

在所有被行星雷达观测到的小行星中,在波多黎各阿雷西博天文台的305米(1000英尺)大型望远镜被损坏并在2020年退役之前,有一半以上的小行星被观测到。天线不久后就倒塌了。戈德斯通的DSS-14和34米(112英尺)的DSS-13天线迄今已观测到374颗近地小行星。澳大利亚还利用深空网络堪培拉深空通信综合体的天线向小行星发射无线电波,并利用联邦科学与工业研究组织的澳大利亚望远镜紧凑型阵列和新南威尔士州的帕克斯天文台接收雷达反射信号,观测了14个近地小行星。

自从美国宇航局的近地天体观测计划(现在是其行星防御计划的一部分)在10年前增加对这项工作的资助以来,近四分之三的NEA雷达观测已经完成。

最近被雷达观测到的小行星在2021年PJ1之后一周才接近地球。在8月20日至24日期间,戈德斯通对2016 AJ193进行了成像,因为它在210万英里(约340万公里)的距离上经过我们的星球。尽管这颗小行星比2021 PJ1更远,但它的雷达回波更强,因为2016 AJ193大约大40倍,直径约为四分之三英里(1.3公里)。雷达图像显示了该物体表面的相当多的细节,包括山脊、小山丘、平坦区域、凹陷和可能的巨石。

美国宇航局的NEOWISE任务以前曾测量过2016年AJ193的大小,但金石号的观测揭示了更多细节。事实证明,它是一个高度复杂和有趣的天体,旋转周期为3.5小时。

科学家们将利用对2016 AJ193--行星雷达观测到的第1001颗近地小行星--的这些新的观测结果,更好地了解其大小、形状和组成。与2021年的PJ1一样,在这种方法中对其距离和速度的测量也提供了数据,将减少计算其轨道的不确定性。

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