虽然欧洲航天局的盖亚以其对恒星的观测和绘制银河系的三维图而闻名,但它还有更多的优势。其中之一就是它对我们了解太阳系小行星的贡献。现在,盖亚第一次不仅提供了了解已知小行星的关键信息,还开始寻找以前天文学家不知道的新小行星。
自2014年开始科学操作以来,盖亚在理解方面发挥了重要作用太阳能系统对象。这从来都不是盖亚的主要目标——它正在测绘大约10亿颗恒星,约占银河系恒星数量的1%——但这是它工作的一个有价值的副作用。盖亚的观察已经提供了用来描述其轨道特征的数据物理性质比以往任何时候都要精确。
“到目前为止,我们研究的所有小行星都为天文学界所知,”法国Côte d’azur天文台的行星科学家Paolo Tanga解释道太阳系观察。
这些小行星在盖亚的数据中被识别为斑点,它们出现在一张图像中,但在不久之后的一张图像中消失了,这表明它们实际上是针对更遥远的恒星运动的物体。
一旦确定,在盖亚数据中发现的移动物体将与已知的小行星轨道相匹配,从而告诉我们正在观察的是哪颗小行星。“现在,”Tanga继续说,“我们第一次发现了移动的物体,它们不能与任何已编目的恒星或小行星相匹配。”
在盖亚数据中识别小行星的过程始于一段被称为初始数据处理(IDT)软件的代码,该软件主要由巴塞罗那大学开发,并在欧洲空间天文中心(ESAC)的数据处理中心运行,该中心是欧洲航天局在西班牙的机构。
该软件比较对同一区域的多次测量结果,并挑出被观测到但在该区域之前的观测中无法发现的物体。这些很可能不是恒星,而是穿过盖亚视野的太阳系物体。一旦发现异常值,位于法国图卢兹的国家空间研究中心(CNES)数据中心的软件管道就会对异常值进行处理,该中心专门研究太阳系天体。在这里,该源将与太阳系中所有已知的小天体进行交叉匹配,如果没有找到匹配,那么该源要么是一颗全新的小行星,要么是一颗以前只被瞥见过、从未被准确描述过其轨道的小行星。
尽管测试表明盖亚非常擅长识别小行星,但迄今为止,发现新小行星还存在很大障碍。天空中有些区域非常拥挤,这使得IDT对同一颗恒星的观测结果进行匹配的工作非常困难。当它做不到这一点时,大量不匹配的结果就会出现在太阳系的天体管道中,用虚假的小行星污染数据,使发现新小行星变得非常困难。
“一开始,当我们看到不匹配的数据是如此混乱时,我们很失望,”法国Côte d’azur天文台的伯努瓦·卡里(Benoit Carry)解释说,他负责选择盖亚警报候选人。“但我们已经想出了过滤这些不匹配的方法,它们正在起作用!”盖亚现在发现了一颗以前很少被观测到的小行星。”
这颗被称为Gaia-606的小行星于2016年10月被发现,当时Gaia的数据显示有一个微弱的移动源。天文学家立即开始工作,并能够在几天内从地面上预测这颗新小行星的位置。然后,在法国南部的高普罗旺斯天文台,William Thuillot和他的同事Vincent Robert和Nicolas Thouvenin(巴黎天文台/IMCCE)能够将望远镜对准预测的位置,并显示这确实是一颗小行星,它的轨道与之前任何被编入目录的太阳系天体都不匹配。
然而,尽管没有出现在任何目录中,但一份更详细的新轨道地图显示,对该物体的一些稀疏观测已经存在。这在新发现中并不罕见,比如Gaia-606(现在更名为2016 UV56),第一次出现的全新天体是之前观测不足以绘制其轨道的天体的重新观测。
“这确实是一颗没有出现在任何目录中的小行星,这是一个令人兴奋的发现!””Thuillot解释道。“所以,虽然我们不能说这是第一次在盖亚发现真正的小行星,但它显然非常接近,表明我们距离在盖亚发现一个从未见过的太阳系天体有多近。”
盖亚-606被发现在主要小行星这并不奇怪,因为那里有很多小行星。然而,“盖亚”还提供了现有地面调查没有广泛观察到的天空带的数据,这使它有可能在其他人不会注意到的区域发现小行星。其中一个这样的区域是从地球上看到的靠近太阳的区域。地球上的观测是在夜间进行的,因为任何光源与太阳之间的角度都相当大,而盖亚可以在任何时间进行观测,因此可以观测到离太阳更近的物体。这使盖亚有可能观测到在地球轨道内运行的小行星,这些小行星被称为阿提拉小行星,目前已知的小行星只有16颗。
盖亚在黄道高纬度地区也有发现的潜力。不是因为对太阳系物体的地面调查无法在那里观察到,而是因为它们往往无法观察到。绝大多数的小行星都存在于黄道面上,因此,大多数的调查工作都集中在这里。盖亚没有这样的偏见,它扫描了整个天空,这使它有可能在不太拥挤的区域发现新的小行星,而其他的调查没有发现这些区域。
Tanga总结道:“虽然盖亚在太阳系科学中的主要作用仍然是描述已知小行星的运动和物理特性的能力,但它现在已经表明,它也可以在寻找新小行星方面发挥作用,为它不断扩大的太阳系天体目录增添新的内容。”
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