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位于夏威夷哈雷阿卡拉火山顶上的一位新哨兵正在值守,扫描天空,寻找潜在威胁的小行星和彗星。计划用于 Pan-STARRS 项目的四架望远镜中的第一架于 5 月 13 日开始了专门的天空巡视。Pan-STARRS 是全景巡天望远镜和快速响应系统的缩写。
Pan-STARRS 1 (PS1) 是一架中等尺寸的望远镜,直径仅为 1.8 米,但它具有非常宽的视野,使其成为巡视的理想工具。它的视野一次涵盖七平方度——大约是满月面积的 35 倍,比 2000 年开始的具有影响力的斯隆数字巡天中使用的望远镜可见的天空多四倍。“就巡天能力而言,我们是世界上最大的望远镜,”PS1 的主管、夏威夷大学天文研究所 (IfA) 的天文学家 肯·钱伯斯说。Pan-STARRS 的运营者预测,该望远镜每月将完成一次从夏威夷可见的天空(约占整个天空的四分之三)的巡视。
凭借其宽广的视野、14 亿像素的数码相机以及一个复杂的可以索引每晚数百张图像并进行比较以识别移动物体的数据系统,Pan-STARRS 1 应该有助于最终实现国会授权的目标,即美国宇航局对至少 90% 的估计的超过一公里的近地天体 (NEO) 进行编目。该任务的最初期限为 2008 年,但工作几乎完成——目前的估计表明,编目的数量约为经过地球附近的公里大小小行星总数的 86%。在可预见的未来,已知近地天体中没有一个预计会与地球相撞。
PS1 还将有助于实现国会更雄心勃勃的目标——到 2020 年,美国宇航局绘制出 90% 的所有大于 140 米的小行星。一颗 140 米的小行星撞击不会摧毁文明,但其冲击力大于有史以来引爆的最大氢弹,可能会带来严重的区域破坏。该类物体可能超过 10 万个,即使是四架望远镜的 Pan-STARRS 也无法像国会要求的那样尽快找到其中的 90%;尽管增加了其他望远镜,但 2020 年的最后期限几乎肯定会在没有实现目标的情况下过去。
美国宇航局近地天体项目办公室经理 唐纳德·耶奥曼斯说:“Pan-STARRS 行动开始对于近地天体界来说是个好消息。近地天体探测效率的提高将会如何还有待观察,但一个完全健康的 Pan-STARRS 将有能力将近地天体的发现率提高到目前速度的数倍。”
然而,Pan-STARRS 何时才能达到其计划中的四架望远镜的顶峰,目前尚不清楚。华盛顿特区国家研究委员会 1 月份发布的一份关于近地天体探测和减缓的报告指出,为四架望远镜系统(称为 PS4)分配的大部分原始资金都用于建造 PS1,并且尚未确定剩余三架望远镜的资金来源。“Pan-STARRS 当然会有所贡献,但到目前为止他们只有 PS1,他们现在甚至没有足够的资金来建造 PS2,”马里兰大学帕克分校的 迈克尔·阿希恩说,他是撰写该报告的委员会的副主席。“要成为重要的贡献者,他们至少需要 PS4。”
IfA 的 尼克·凯撒是 Pan-STARRS 项目的首席研究员,他说 PS2 部分完成。他说,他的团队预计很快将从美国空军获得下一轮建设资金,PS4 应该在三到四年内完成。“该项目的资金一直是并且将继续逐年提供,”凯撒说。“所以总会有一些不确定性。”
另一项计划中的下一代天空观测站的到来将有助于近地天体事业,但 140 米的搜索似乎是一项长达数十年的挑战。大型综合巡天望远镜 (LSST) 目前计划于 2015 年在智利的塞罗帕琼开始观测,将拥有多项优于 Pan-STARRS 的升级,包括更大的望远镜、更广阔的视野和 32 亿像素的相机。“LSST 显然是这里的龙头,有望在减少危险小行星的数量方面取得真正的进展,”图森市亚利桑那大学的天文学家 爱德华·贝肖尔说,他是小行星观测卡特琳娜巡天项目的主要研究员。但贝肖尔指出,由于 LSST 小行星搜索与其它科学项目共享望远镜时间,从 LSST 启动到满足国会对 140 米物体的要求需要 15 年的时间。
尽管 PS1 不会使近地天体界跨越 140 米的障碍,但它将对解决问题有所帮助,并有助于更好地描述威胁。该望远镜还将通过标记在连续图像之间出现、消失、变亮或变暗的物体,提供新的夜空闪光物体的数据集。“PS1 的新颖之处之一是它能够使用相同的数据实现大量的科学目标,”钱伯斯说。随着时间的推移对天空的相同区域进行采样将揭示瞬态超新星和伽马射线暴,钱伯斯预测该望远镜将定位最遥远的类星体。“它旨在涵盖天文学的几乎所有领域,”他说。