詹姆斯·韦伯太空望远镜突破极限观测DART小行星撞击

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的DART探测器与小行星Dimorphos碰撞的一系列图像(图片来源:NASA/ESA/CSA)

（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（By Tereza Pultarova）：美国宇航局透露，詹姆斯·韦伯太空望远镜不得不超出其设计极限，以观察美国宇航局的DART探测器与小行星小卫星Dimorphos在去年9月的碰撞。

马里兰州戈达德太空飞行中心的美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜副项目科学家斯蒂芬妮·米拉姆在博客中写道，科学家们不得不竭尽全力让大望远镜观看历史性的太空岩石偏转测试。

2023年9月26日，在太空中经历了十个月的旅程后，1260磅(570公斤)重的双小行星重定向测试(DART)探测器撞上了620英尺宽(190米)的小行星小卫星Dimorphos，以改变其围绕一颗名为Didymos的更大岩石的轨道。这项实验是同类实验中的第一个，旨在证明如果一颗小行星在未来威胁到我们的星球，人类可以改变它的轨道。地球上以及太空中的无数望远镜都观测到了这次撞击及其后果，韦伯简直不能错过这场派对。

Milam在博客中写道，Webb主要是为了观察宇宙中最遥远的物体，在发射之前，测试了它只能跟踪相当缓慢移动的物体。天文学家预计韦伯跟踪的移动最快的物体是火星，它以每秒30毫弧秒的速度在天空中漫步(一弧秒是1/60弧分，相当于1/60度)。这意味着，从地球上观察，火星大约需要17个小时才能穿过满月的宽度。

但是在DART撞击期间，近地小行星Didymos/Dimorphos距离我们的星球只有大约680万英里(1100万公里)，比火星与地球的平均距离近24倍。因此，它看起来以更快的速度划过天空。每秒超过100毫弧秒，达特的行进速度是韦布设计跟踪速度的三倍多，这肯定会带来挑战。

韦伯使用其精细制导传感器(FGS)来跟踪它想要成像的移动物体。FGS是一种特殊的相机，它可以锁定参考星，也称为引导星，以相对于周围的目标保持聚焦。当物体移动速度对韦伯来说太快时，制导传感器必须从一个引导星跳到另一个引导星，以保持目标聚焦，这在技术上要求很高。幸运的是，在飞镖撞击过程中，不需要长时间拍摄双耳畸形图像。

在计划的碰撞之前，韦伯团队对其他几个近地小行星进行了高速跟踪，包括太空岩石2010 DF1，它以每秒90毫弧度的速度在天空中移动，几乎与迪莫尔福斯一样快。

“如果我们能成功跟踪这颗小行星，我们知道我们可以跟踪DART撞击事件，”Milam在博客中写道。“在飞镖撞击迪莫尔福斯的日期前两周，我们一直在进行测试！”

由于所有这些准备工作，韦伯的近红外相机(NIRCam)设法捕捉到了一系列精美的图像，捕捉到了DART撞击及其后果，揭示了来自小行星小卫星的物质如何像巨大的羽状物一样扩散到周围的空间。

这些观察将有助于天文学家了解双晶是由什么组成的，以及如何优化未来可能的小行星偏转操作(如果需要的话)。

韦伯并不是唯一一个观察这一首创实验的太空望远镜。老哈勃也加入进来。而DART，事实上是在私人摄影师的陪伴下来到了Didymos/Dimorphos双星小行星；意大利制造的LICIACube从仅600英里(1000公里)的超近距离捕捉到了撞击后的图像。

至于韦伯，DART成像活动使天文学家能够将望远镜的跟踪速度限制提高到每秒75毫弧度。团队可能会根据具体情况考虑加快观察速度。