在太陽系內有一群小天體，雖然它們個頭不大，但它們中的一些有可能撞上地球，對地球上的生態造成巨大的危害，它們是近地小行星。隨著觀測設備及觀測技術不斷進步，越來越多的近地小行星被捕捉並納入研究。近期，國際小行星中心發布通告，確認中科院新疆天文台南山站1米大視場光學望遠鏡（NOWT）發現首顆近地小行星（臨時編號2023 DB2）。
這顆小行星是怎麼被發現的？它的存在對我們有威脅嗎？天文研究者是否需要對地球發出防禦信號？讓我們一起探索近地小行星2023 DB2背後的故事。
什麼是近地小行星？
近地小行星是指能進入距太陽1.3個天文單位範圍內（日地間的平均距離是1個天文單位）的小行星，這意味著它們在運行過程中可能會非常接近地球，甚至可能撞上地球，給地球帶來毀滅性的災難。近地小行星的發現和觀測對地球及空間探測設備可能受到的撞擊起到預判及防禦作用。
自上世紀90年代天文學家成功預測並觀測到彗木大碰撞之後，人類對小行星、彗星對地球的威脅認知越來越深刻，由於近地小行星的科學研究意義以及它與地球生態安全密切關係，全球的巡天望遠鏡系統的大部分都將發現近地小行星作為重要科學目標之一。人們希望對其進行全面普查，從中找出可能對地球構成威脅的天體，在撞擊地球之前及早做出預警。
2013年2月15日，一顆直徑15米的近地小行星在俄羅斯車里雅賓斯克州上空出現，這顆小行星在穿越大氣層時摩擦燃燒，發生爆炸，產生大量碎片並墜落，導致許多建築因震動造成窗戶破裂等現象，並造成上千人受傷。
2022年美國發射的太空飛行器按預定計劃成功撞上距離地球大約1140萬公里的一顆名為「迪莫弗斯」的近地小行星。這次撞擊是人類歷史上首次改變小行星軌跡的嘗試，標誌著人類邁入對小行星的主動防禦時代。研究近地小行星本身對認識太陽系具有重要的科學意義。2018年由日本宇宙航空研發機構（JAXA）發射的「隼鳥-2號」（Hayabusa-2）太空探測器釋放出兩架小型著陸器，成功軟著陸至目標小行星「龍宮」（ Ryugu）上並採集樣本，試圖通過研究這些樣本解答太陽系行成和生命起源的一些基本問題。我國也已啟動小行星主動防禦和小行星採樣方面的研究工作。
由於近地小行星個頭小，亮度比較暗，大部分時間受太陽的強光干擾而無法觀測，有利於觀測發現的時間段較短。而可觀測時段內由於它們離地球已經比較近，在天空中出現位置有一定的隨機性，所以觀測發現近地小行星有很大難度。截止2023年3月1日，已發現的近地小行星數量為31389顆，而這只是冰山一角，大量未知的近地小行星仍然隱藏在危機四伏的星海中，需要對其進行不間斷的探尋與研究。
專業與業餘力量合聚，捕捉到一顆近地小行星
近年來，隨著我國經濟、科學領域的飛速發展，我國業餘天文愛好者的觀測能力得到了顯著提升，成為專業天文學研究重要的輔助力量。多年來，新疆天文台通過搭建交流合作平台，發揮業餘天文愛好者團隊觀測熱情和積極性，以及人員數量的優勢，攜手專業天文工作者探尋宇宙奧秘。南山1米大視場光學望遠鏡（NOWT）（如圖1所示）成為新疆天文台和業餘天文工作者深度合作的重要設備。
圖 1 新疆天文台南山1米大視場光學望遠鏡（NOWT，編號N87）
NOWT視場為1.3x1.3平方度，是相同類型的1米級望遠鏡中視場較大的觀測設備，其高指向精度、高跟蹤精度等優勢結合CCD成像終端的高靈敏度，是開展光學時域天文觀測和巡天研究的主要設備。該望遠鏡獲得的大量時序觀測數據非常適合發現小行星和瞬變天體等，成為新疆天文台和業餘天文愛好者深度合作的重要切入點。
2022年12月起，新疆天文台啟動了與星明業餘天文觀測團隊合作的小行星搜尋項目NAS（NOWT Asteroid Survey），主要是對NOWT科研觀測數據的實時深度挖掘，也包括給NAS分配部分NOWT觀測時間，攜手合力提高NOWT在該方向的科研產出。2023 DB2就是星明業餘團隊成員對NOWT科研觀測數據實時深度挖掘探測到的近地小行星。
2023年2月28日晚，參與本項目的星明團隊成員張宓，在26日NOWT疏散星團觀測數據（項目負責人：張余研究員）中發現一顆快速移動天體（見圖2），亮度約19.7星等。隨後經團隊反覆討論和檢查，最終確認，這極可能是一顆未知的近地小行星。並於3月1日下午將其上報至國際小行星中心（MPC），內部編號XA102XA（見圖3）。
圖 2 發現圖像
圖 3 發現報告
當日傍晚18時許，國外其他觀測台站根據N87公布的數據補充了後隨觀測數據，雖然軌道還不是非常確定，但這意味著這確實是一顆真實的未知小行星，我們只需要耐心等待。此後，全球各地的天文台站投入觀測，該研究項目組成員當晚也使用寧波市教育局-新疆天文台望遠鏡（NEXT）對其進行了後隨觀測。
隨著數據越來越多，觀測弧慢慢累積變長，XA102XA的軌道逐漸收斂，不確定性隨之降低。在所有人的熱切期待下，3月2日晚上19時許，MPC終於發布了小行星電子通告（MPEC 2023-E20），見圖4，向全世界通告NOWT發現的XA102XA是一顆近地小行星，成為2023年2月下半月發現的第52顆小行星，並授予其小行星臨時編號2023 DB2。
圖 4 MPEC 2023-E20小行星公報
近地小行星2023 DB2對地球有威脅嗎？
根據MPC公報發布的分類，2023 DB2是一顆阿波羅型近地小行星，這類小行星會橫穿地球軌道，其中一部分可能非常接近地球，對地球造成威脅。那麼2023 DB2的軌道如何呢？它會撞上地球嗎？
2023 DB2的絕對星等為21.76等，對應直徑約200米，大約有兩個足球場那麼大，它繞太陽公轉一周需要1.06年，軌道半長軸是1.0401433天文單位，與地球相當，偏心率為0.2316472，近日距0.7991971天文單位，軌道傾角12.54817度，見圖5。
根據NASA的標準，所有能夠進入到距離地球大約740萬公里內，而且最大寬度超過150米的小行星都被歸為對地球可能存在「危害」的天體， 這個標準可以稱為「危害範圍」。雖然2023 DB2的個頭達到200米，但它與地球軌道的最近距離遠在3千萬公里之外，是地月距離的80倍，所以完全可以放心，它不會對地球造成任何威脅。
圖 5 2023 DB2軌道圖
近地小行星2023 DB2的發現，使我國發現的近地小行星的數量達到了43顆，新疆天文台成為中科院第三個發現近地小行星的天文台。在同一星空下，天文工作者與天文愛好者的凝聚，對星空和宇宙的探索，將會解開浩瀚星海的更多秘密。
來源：中國科學院新疆天文台
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