天文史上的今天 | 冥王星下一站！60億公里外遙遠小天體的首次掩星觀測

來自專欄天文史上的今天

2017年6月2日晚間，科學家首次對「新視野」號探測器的下一個目標2014 MU69進行掩星觀測，取得重要數據。

哈勃空間望遠鏡發現2014 MU69的圖像（動圖），注意綠色圓圈中移動的小光點

來源：NASA

2015年，「新視野」號探測器成為人類首個飛越冥王星附近的探測器，徹底革新了我們對於這顆遙遠星球的認識。

但是，在完成任務之後，仍然健康的「新視野」號飛船將何去何從？科學家們需要為它選定合適的後續觀測目標。經過仔細選擇和權衡，一顆柯伊伯帶內的冰凍小天體2014 MU69被選中，新視野號飛船已經調整航路，預計將在2019年的元旦飛過這顆小天體。

哈勃空間望遠鏡拍攝的，穿梭於夜空繁星之中的 2014 MU69

來源：NASA

但是，在派遣「新視野」號飛船前往實地考察之前，我們必須對這個新目標儘可能有所了解：它有多大？是單個天體嗎？附近有沒有小衛星？它地表的反照率有多高？這些問題對於新視野號飛船的安全和航路規劃，觀測計劃制定等工作都非常關鍵。

2017年6月2日晚，全球多個天文台聯合起來，藉助一次罕見時機，對小天體2014 MU69進行了首次掩星觀測，取得重大進展。

6月2日晚間 ，2014 MU69首次掩星事件，在地球上能夠觀測到的區域

來源：NASA

2014 MU69極為遙遠，它的軌道比冥王星還要遠16億公里左右。計算顯示，2017年6月2日晚間，這顆小天體將恰好從一個背景恆星前方經過（也即是「掩星」），但持續時間非常短暫，整個事件持續大約2秒，機會轉瞬即逝。

掩星（Occultation）在天文上是指一個天體在另一個天體與觀測者之間通過而產生的遮蔽現象。當某個遙遠天體從恆星前方經過時，從地球角度會看到恆星光線被遮蔽到重新出現的過程，科學家們能夠從中判斷這個天體有沒有大氣層，附近有沒有衛星，直徑有多大，有沒有光環等等，很多關鍵信息。

前幾天我們提到過的「索菲亞」機載天文台也參加了此次重要觀測活動

來源：NASA

但是由於這顆小天體太小，太遙遠，美國宇航局專家評價這次觀測是「人類歷史上嘗試過的，最具技術挑戰性的掩星觀測」。並且，在地球上也僅有十分有限的區域內能夠觀測到這次事件，觀測帶包括阿根廷，南非以及大片的海洋地區。

「新視野」飛船項目組經過大量協調，成功爭取到位於觀測帶沿線超過20個天文台的支持和配合，但其中一部分由於當地天氣不佳而不得不放棄觀測。於是為了確保觀測效果，項目組還協調25台移動式望遠鏡加入觀測，這些望遠鏡被分隔10~29公里的距離分開放置，希望至少其中一個能夠獲得有用數據。最終，全球共有54個望遠鏡團隊報告獲得了觀測數據。

新視野號探測項目徽標

來源：NASA

科學家們在2014年報告首次發現「2014 MU69」，但對其參數大部分都還不了解，甚至其軌道都還沒有被非常精確地確定。此後科學家們一直在調用美國哈勃空間望遠鏡以及歐洲空間局的「蓋亞」望遠鏡等設備，試圖精確鎖定其軌道。正是基於這些高精度觀測和定軌，科學家們才能預計到這顆小天體會在6月2日晚間發生掩星現象。

在首次觀測之後，科學家們還在7月10日和17日又獲得了兩次掩星觀測機會，獲得大量高價值數據。

「新視野號」飛越冥王星示意圖

來源：NASA

掩星觀測結果顯示，2014 MU69似乎並非一個天體，而是兩個天體。

這兩個單獨的小天體可能在相互繞轉，甚至它們之間是相互接觸的，就像一個短短的啞鈴。這樣的觀測結果令科學家們既興奮又意外，於是也更加期待2019年1月1日的飛越行動。

示意圖：掩星觀測顯示，2014 MU69可能實際上是兩個單獨的天體，它們在相互繞轉，也可能黏在一起

來源：NASA

另一種可能性：或許2014 MU69其實就是一個天體，只是比較「細長」

來源：NASA

當然，如此小的天體，如此遙遠的距離，其掩星觀測結果是很模糊的。因此也有可能2014 MU69其實就是一個天體，只是比較「細長」。不管如何，今年年底，明年年初答案就會揭曉。

另外，得益於這三次難得的掩星觀測機會，科學家們對於2014 MU69的大小也有了更好的估算值：如果2014 MU69是一個單獨天體，那麼它的長度不會超過30公里；而如果它是兩個小天體組成的組合體，那麼每一個的直徑都在15~20公里之間。

編者按：

《天文史上的今天》欄目是老嚴的一次個人歷險，試圖通過堅持365天，完整記錄一年中每一個日子在人類漫長的天文歷史中留下的印記。

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