搜寻祝融型小行星

Landon Curt Noll　文　Shea　编译

在日全食时寻找小行星并没有看上去的那么离奇。

　　这篇文章的标题听上去就象是一集《星际迷航》，但是对天文学家而言，这项发生在内太阳系的搜寻工作从1859年就开始了。现在你也可以加入其中。

　　我们太阳系的最内部区域被称为祝融区，其大部分还没被搜寻过。这些位于祝融区的小行星会极大的增进我们对太阳系形成和演化的了解——更不要说银河系中其他的类太阳恒星了。


[图片说明]：版权：http://www.vulcanoid.org/。

　　搜寻祝融小行星的最大挑战来自强烈的阳光。日全食为搜索这一区域提供了绝佳但却短暂的机会。凭借并不算昂贵的CCD，强大的图像处理软件以及互联网，天文爱好者现在有机会进入这片由日全食带来的神秘地带。

什么是祝融型小行星？

　　在19世纪中叶，法国天文学家勒维耶发现水星的运动与牛顿引力所预言的有偏差。1859年，勒维耶提出一颗位于水星内部的小型行星可以解释水星的运动异常，他将其命名为“祝融”。与之有关的搜寻就此展开。直到1916年爱因斯坦的广义相对论成功解释了水星进动之后，搜寻水内行星的尝试才停息下来。

　　现在我们知道没有大天体能永久占据水星以内的轨道，但是由于历史的原因，很多天文学家还是将这一区域称为祝融型小行星区域。到太阳的平均距离小于水星（0.387个天文单位）的小行星有可能存在于这个区域中。由于太阳的强烈辐射，天文学家认为在这个区域只可能存在小行星。


[图片说明]：祝融型小行星稳定带范围为距离太阳0.08-0.18个天文单位。版权：S&T。

　　为什么加入搜寻的行列如此重要？因为你有一个机会来改写天文学的历史。一点努力再加上一些运气，也许你就会成为祝融小行星的第一个发现者。

现代祝融型小行星理论

　　最近由英国牛津大学的Neil Wyn W. Evans和美国普林斯顿大学天文台的Serge A. Tabachnik提出的模型显示，如果存在，祝融型小行星只能位于祝融区域中靠近黄道的一条狭窄的动力学稳定带上。模型预言距离小于0.08天文单位的天体会由于太阳的极端加热和动力学输运机制不是被抛射出这一区域就是会撞入太阳。

　　水星和其他行星也给祝融区域的稳定带施加了限制；Evans和Tabachnik的最新模型显示，平均距离大于0.18个天文单位的天体会被抛出这一区域。因此任何稳定的祝融型小行星必须位于距离太阳0.08-0.18个天文单位之间的轨道上。从地球上看，这个区域从太阳圆面中心向外延伸10.5°。美国的西南研究所Daniel D. Durda和S. Alan Stern的研究表明，祝融型小行星最有可能位于0.18个天文单位处，而且水星以及其他行星的引力作用会使得祝融小行星的轨道脱离黄道10°左右。

　　2000年，Durda领导的一个小组使用SOHO上大角度和分光日冕仪的照片对暗至8等的祝融小行星进行了最为深入的搜寻。尽管这个小组一无所获，但是存在暗于8等的祝融型小行星的可能性是毋庸质疑的。如果最大的祝融型小型正好位于搜寻极限（直径从20千米到60千米），那么这个小组估计直径超过1千米的祝融小行星大约有1800到42000颗。

寻找祝融型小行星

　　在祝融区可能存在许多的祝融小行星，但是怎样才能发现它们呢？一架配有CCD照相机的望远镜是必需的。就象许多CCD用户知道的那样，使用CCD即使是在靠近满月的地方也能拍到很暗弱的恒星。在日全食的时候天空亮度和满月时差不多。这里还有一些值得考虑的事情，它们有助于增加你成功的可能性。

　　如果你计划在日全食时进行搜索，那么在进行观测前的几周或者几个月，你应该在天顶区域测试你的望远镜。你可以在晴朗、没有月亮的黎明或者黄昏来模拟日全食时的天空条件，来测试你的CCD曝光时间。在太阳中心位于理想地平线（忽略地平线处的障碍物）以下4°-6°的时候拍摄天顶的照片。这些照片将帮助你确定在日全食时的最佳曝光时间。确定你能在天顶附近拍摄的极限星等，如果你能拍到暗于8等的恒星，那么你的设备可以用来搜寻祝融型小行星。

　　考虑使用滤镜。你可能希望通过过滤天空背景的蓝光和日冕的绿光来提高你照片的对比度。（祝融型小行星在颜色上可能和水星类似，偏红一些）。一些柯达滤镜可以过滤绿光，例如22、25、29、89B和92号滤镜。

　　选择你的目标区域。在日全食期间，只要照相机对准的区域离开太阳中心至少2.5°，你就可以避免日冕对你的干扰。尽管祝融型小行星应该位于黄道上，但是它们的轨道可能和黄道之间有大约10°的倾角，因此你需要事先选择你要对准的区域。


[图片说明]：日食时祝融型小行星的搜索范围。版权：S&T。

　　练习对准你要观测的区域。在日全食之前，阳光会使你无法对准你要观测的区域。甚至经历过日食的富有经验的观测者也会在日食发生时手忙脚乱。你必需确保在日食时你能处变不惊对准你要观测的区域。你可以在满月时练习拍摄一片星场，来模拟日食时的情形。月光会淹没其附近的恒星，因此你无法通过恒星来指引你。

　　如果只有你一个人，一种可行的方案是寻找祝融型小行星相对背景恒星的运动。在0.08-0.18个天文单位之间的圆轨道祝融小行星绕太阳一周的时间是8.26-27.9天。因此在短时间曝光下，例如4分钟，祝融小行星可以在天空中运动0.5'。

　　对于位于日食带上两个不同地点的观测者有更好的观测方案。如果他们所在地日食发生的时间间隔比较大（30分钟或者更长），那么通过“闪烁”照片的方式很容易就能发现祝融型小行星。这有助于确定祝融小行星的轨道，以便在下次日食的时候再次观测它。

　　祝融型小行星专门网站：http://www.vulcanoid.org/

（本文已刊载于《天文爱好者》杂志2006年第7期）
出自：Sky & Telescope
发布日期：2006-01-01

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