又发现一颗近地小行星！它在对地球的“危险范围”内吗？

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在太阳系内有一群小天体，虽然它们个头不大，但它们中的一些有可能撞上地球，对地球上的生态造成巨大的危害，它们是近地小行星。随着观测设备及观测技术不断进步，越来越多的近地小行星被捕捉并纳入研究。近期，国际小行星中心发布通告，确认中科院新疆天文台南山站1米大视场光学望远镜（NOWT）发现首颗近地小行星（临时编号2023 DB2）。
这颗小行星是怎么被发现的？它的存在对我们有威胁吗？天文研究者是否需要对地球发出防御信号？让我们一起探索近地小行星2023 DB2背后的故事。
什么是近地小行星？
近地小行星是指能进入距太阳1.3个天文单位范围内（日地间的平均距离是1个天文单位）的小行星，这意味着它们在运行过程中可能会非常接近地球，甚至可能撞上地球，给地球带来毁灭性的灾难。近地小行星的发现和观测对地球及空间探测设备可能受到的撞击起到预判及防御作用。
自上世纪90年代天文学家成功预测并观测到彗木大碰撞之后，人类对小行星、彗星对地球的威胁认知越来越深刻，由于近地小行星的科学研究意义以及它与地球生态安全密切关系，全球的巡天望远镜系统的大部分都将发现近地小行星作为重要科学目标之一。人们希望对其进行全面普查，从中找出可能对地球构成威胁的天体，在撞击地球之前及早做出预警。
2013年2月15日，一颗直径15米的近地小行星在俄罗斯车里雅宾斯克州上空出现，这颗小行星在穿越大气层时摩擦燃烧，发生爆炸，产生大量碎片并坠落，导致许多建筑因震动造成窗户破裂等现象，并造成上千人受伤。
2022年美国发射的航天器按预定计划成功撞上距离地球大约1140万公里的一颗名为“迪莫弗斯”的近地小行星。这次撞击是人类历史上首次改变小行星轨迹的尝试，标志着人类迈入对小行星的主动防御时代。研究近地小行星本身对认识太阳系具有重要的科学意义。2018年由日本宇宙航空研发机构（JAXA）发射的“隼鸟-2号”（Hayabusa-2）太空探测器释放出两架小型着陆器，成功软着陆至目标小行星“龙宫”（ Ryugu）上并采集样本，试图通过研究这些样本解答太阳系行成和生命起源的一些基本问题。我国也已启动小行星主动防御和小行星采样方面的研究工作。
由于近地小行星个头小，亮度比较暗，大部分时间受太阳的强光干扰而无法观测，有利于观测发现的时间段较短。而可观测时段内由于它们离地球已经比较近，在天空中出现位置有一定的随机性，所以观测发现近地小行星有很大难度。截止2023年3月1日，已发现的近地小行星数量为31389颗，而这只是冰山一角，大量未知的近地小行星仍然隐藏在危机四伏的星海中，需要对其进行不间断的探寻与研究。
专业与业余力量合聚，捕捉到一颗近地小行星
近年来，随着我国经济、科学领域的飞速发展，我国业余天文爱好者的观测能力得到了显著提升，成为专业天文学研究重要的辅助力量。多年来，新疆天文台通过搭建交流合作平台，发挥业余天文爱好者团队观测热情和积极性，以及人员数量的优势，携手专业天文工作者探寻宇宙奥秘。南山1米大视场光学望远镜（NOWT）（如图1所示）成为新疆天文台和业余天文工作者深度合作的重要设备。



图1新疆天文台南山1米大视场光学望远镜（NOWT，编号N87）
NOWT视场为1.3x1.3平方度，是相同类型的1米级望远镜中视场较大的观测设备，其高指向精度、高跟踪精度等优势结合CCD成像终端的高灵敏度，是开展光学时域天文观测和巡天研究的主要设备。该望远镜获得的大量时序观测数据非常适合发现小行星和瞬变天体等，成为新疆天文台和业余天文爱好者深度合作的重要切入点。
2022年12月起，新疆天文台启动了与星明业余天文观测团队合作的小行星搜寻项目NAS（NOWT Asteroid Survey），主要是对NOWT科研观测数据的实时深度挖掘，也包括给NAS分配部分NOWT观测时间，携手合力提高NOWT在该方向的科研产出。2023 DB2就是星明业余团队成员对NOWT科研观测数据实时深度挖掘探测到的近地小行星。
2023年2月28日晚，参与本项目的星明团队成员张宓，在26日NOWT疏散星团观测数据（项目负责人：张余研究员）中发现一颗快速移动天体（见图2），亮度约19.7星等。随后经团队反复讨论和检查，最终确认，这极可能是一颗未知的近地小行星。并于3月1日下午将其上报至国际小行星中心（MPC），内部编号XA102XA（见图3）。



图2发现图像



图3发现报告
当日傍晚18时许，国外其他观测台站根据N87公布的数据补充了后随观测数据，虽然轨道还不是非常确定，但这意味着这确实是一颗真实的未知小行星，我们只需要耐心等待。此后，全球各地的天文台站投入观测，该研究项目组成员当晚也使用宁波市教育局-新疆天文台望远镜（NEXT）对其进行了后随观测。
随着数据越来越多，观测弧慢慢累积变长，XA102XA的轨道逐渐收敛，不确定性随之降低。在所有人的热切期待下，3月2日晚上19时许，MPC终于发布了小行星电子通告（MPEC 2023-E20），见图4，向全世界通告NOWT发现的XA102XA是一颗近地小行星，成为2023年2月下半月发现的第52颗小行星，并授予其小行星临时编号2023 DB2。



图4 MPEC 2023-E20小行星公报
近地小行星2023 DB2对地球有威胁吗？
根据MPC公报发布的分类，2023 DB2是一颗阿波罗型近地小行星，这类小行星会横穿地球轨道，其中一部分可能非常接近地球，对地球造成威胁。那么2023 DB2的轨道如何呢？它会撞上地球吗？
2023 DB2的绝对星等为21.76等，对应直径约200米，大约有两个足球场那么大，它绕太阳公转一周需要1.06年，轨道半长轴是1.0401433天文单位，与地球相当，偏心率为0.2316472，近日距0.7991971天文单位，轨道倾角12.54817度，见图5。
根据NASA的标准，所有能够进入到距离地球大约740万公里内，而且最大宽度超过150米的小行星都被归为对地球可能存在“危害”的天体， 这个标准可以称为“危害范围”。虽然2023 DB2的个头达到200米，但它与地球轨道的最近距离远在3千万公里之外，是地月距离的80倍，所以完全可以放心，它不会对地球造成任何威胁。



图5 2023 DB2轨道图
近地小行星2023 DB2的发现，使我国发现的近地小行星的数量达到了43颗，新疆天文台成为中科院第三个发现近地小行星的天文台。在同一星空下，天文工作者与天文爱好者的凝聚，对星空和宇宙的探索，将会解开浩瀚星海的更多秘密。
来源：中国科学院新疆天文台

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