韦伯太空望远镜超越设计极限，成功观察到 DART 小行星碰撞的一幕

最新 2 月 9 日消息，NASA 透露，虽然 James Webb 这种大型望远镜并非为了跟踪快速移动的物体而设计，但它仍然可以做到这一点，并且成功突破极限观测到了去年 9 月 DART 探测器与小行星 Dimorphos 的碰撞画面。

2022 年 9 月 26 日，经过十个月的太空旅行，一颗重达 570 公斤的双小行星重定向测试 (DART) 探测器撞上了 190 米宽的小行星 / 小卫星 Dimorphos 以改变其轨道（围绕着一块叫做 Didymos 的大岩石）。

该实验是行星碰撞实验中的第一个真正实施的项目，旨在证明如果某天真的有小行星会威胁到地球的话人类也可以通过改变其轨道来拯救自己。当时有无数来自地球和太空的望远镜都观测到了这次撞击及结果，韦伯当然也不能错过。

美国宇航局詹姆斯・韦伯太空望远镜副项目科学家、马里兰州戈达德太空飞行中心的史蒂芬妮・米拉姆 (Stefanie Milam) 称，科学家们不得不竭尽全力移动望远镜才能够观看到这历史性的太空奇景。

Milam 在博文中写道，Webb 主要是为了观察宇宙中最遥远的物体而建造的，在发射之前的测试中它只能跟随缓慢移动的物体进行观测。

天文学家预计用韦伯追踪的移动速度最快的天体是火星，目前它以每秒约 30 毫弧秒的速度在宇宙中漫步（最新科普：一弧秒是 1/60 弧分，即 1/60 度）。这意味着我们在地球上观测火星穿过满月大约需要 17 个小时。

但实际上，在 DART 撞击期间，近地小行星 Didymos / Dimorphos 距离地球只有 1100 万公里的距离，甚至还不到火星与地球的平均距离的 24 分之一。因此，它的速度要快得多，至少超过每秒 100 毫弧秒，但这已经是韦伯设计速度的三倍还多，这无疑是一次挑战。

值得一提的是，韦伯没有大家常见的那种镜头，它依靠精细制导传感器 (FGS) 来跟踪特定的运动物体并进行成像。FGS 是一种特殊的相机，可以锁定参考星，也称为引导星，旨在保持其焦点始终处于目标上。然而，当物体对韦伯来说移动太快时，其引导传感器必须从一颗引导星跳到另一颗引导星以保持聚焦，这在技术上要求很高。

实际上，在此次碰撞之前，韦伯团队已经在其他几个近地小行星上练习了这类高速跟踪的操作，例如以每秒 90 毫弧秒的速度在天空中移动的太空岩石 2010 DF1，它的角速度几乎和 Dimorphos 一般快。

"如果我们能够成功追踪这颗小行星，我们就知道我们可以追踪 DART 撞击事件，"Milam 写道，"在 DART 影响 Dimorphos 的日期前两周，我们已经完成了测试！"

由于充分的准备工作，韦伯的近红外相机 (NIRCam) 最终成功地捕捉到了一系列画面，自然也包括了 DART 撞击及其结果，揭示了这颗小行星如何羽散到周围的空间中。

当然，韦伯望远镜并不是唯一一台观测到这一画面的太空望远镜，就连老旧的哈勃望远镜也成功参与了进来。此外，意大利建造的 LICIACube 也在 600 英里 (1000 公里) 的宇宙短距离内拍摄了此次星体撞击的图像。