臺北市立天文科學教育館

要對太空中的小行星進行編目是非常棘手的，不僅因為它們的光線很微弱，而且在圍繞太陽運行的過程中，並不會停下來讓我們拍照。最近天文學家利用哈伯太空望遠鏡拍攝的大量存檔影像中，找到了許多未曾見過的小行星蹤影，在19年裡的37,000張哈伯影像中，發現了1,701條小行星蹤跡，其中1,031顆小行星從未編錄，而其中約有400顆大小小於1公里。

來自世界各地的「公民科學家」為這些小行星的識別做出了貢獻，天文學家再將志願者的努力與人工智慧演算法相結合來識別小行星。研究人員表示這代表了一種在跨越數十年的天文檔案中尋找小行星的新方法，可以有效地應用於其他資料集中。並表示我們正更深入地觀察較小的主帶小行星群，看到如此多的候選天體令人感到驚訝。有一些跡象表明這個種群的存在，但現在我們正在通過使用整個哈伯檔案獲得的隨機小行星群體樣本來證實這一點，這對於深入了解太陽系的進化模型非常重要。

這個大型隨機樣本為小行星帶的形成和演化提供了新的見解，目前傾向認為這些大量小型小行星是較大小行星的碎片，就像打碎的陶器一樣，這是一個長達數十億年的打磨過程。關於較小碎片存在的另一種理論是，它們是在數十億年前形成的，但是，當它們聚集太陽周圍形成行星的拱星盤塵埃時，沒有任何可以想像的機制可以阻止它們像滾雪球般變大。研究人員表示碰撞會產生某種特徵，我們可以用它來檢驗當前的小行星帶群。

由於哈伯繞地球運行的速度很快，可以透過哈伯曝光中的小行星痕跡捕捉到徘徊的小行星。從地球上的望遠鏡觀看，小行星會在影像中留下一條光跡，但在哈伯的影像中則會呈現明顯的彎曲軌跡，因為哈伯觀察小行星的視角會隨著繞地球運行而改變，而小行星也沿著自己的軌道運行。透過了解哈伯觀測過程中的位置及測量條紋的曲率，科學家可以確定小行星的距離並估計其軌道。它們的亮度是由哈伯靈敏相機測量，將其亮度與距離進行比較，就可以估算出其大小。而其中最暗的小行星亮度大約是人眼可見最暗恆星亮度的四千萬分之一。

圖說：這張由哈伯拍攝的棒旋星系UGC 12158影像，看起來像是有人用白色筆在上面畫了曲線，但實際上，是前景小行星穿過哈伯視野中移動時的時間曝光組合，由於視差，這顆小行星看起來像一條彎曲的軌跡，給人一種以為這顆微弱的小行星正在沿著彎曲的軌跡移動的錯覺。圖片來源：NASA, ESA, Pablo García Martín (UAM)

小行星的位置會隨著時間而變化，因此無法僅透過輸入座標來找到它們，作為天文學家我們沒有時間去查看所有小行星的影像。因此，我們與1萬多名公民科學家合作，隨後，總共11,482名公民科學家提供了近200萬個識別訊息。該專案接下來將探索以前未知的小行星條紋，以確定其軌道並研究它們的特性，例如自轉週期。由於這些小行星條紋大部分是多年前被哈伯望遠鏡拍攝的，因此現在無法對他們進行追蹤以確定它們的軌道。相關研究成果發表於《Astronomy & Astrophysics》期刊上。（編譯／趙瑞青）

資料來源：NASA