“星空摄影师”暗夜探宇宙

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近日，中国科学院紫金山天文台、中国科学技术大学天文与空间科学学院发布消息称，墨子巡天望远镜新发现的两颗近地小行星——2023 WX1和2023 WB2近日得到国际小行星中心确认，这是墨子巡天望远镜发现的首批近地小行星。
作为北半球光学时域巡天能力最强的设备，自今年9月17日正式投入使用以来，墨子巡天望远镜展现出强大的巡天能力，为太阳系小天体特别是近地天体的搜寻与监测研究奠定了基础。
强大能力帮助“寻星”
据了解，墨子巡天望远镜发现的两颗近地小行星均于11月18日首次观测到，其中小行星2023 WX1与地球的最小轨道交会距离为0.0416天文单位，预估直径约170米，是一颗潜在威胁小行星(PHA)。
目前，人类已发现的小行星超过100万颗，绝大部分位于火星和木星之间，还有一部分轨道接近地球，称为近地小行星，目前已发现2.7万多颗。
墨子巡天望远镜为何要寻找近地小行星？专家介绍，发现和监测小行星，最直接的目的是“保护家园”，避免近地小行星撞击地球。除此之外，通过对小行星的发现，还能够开发利用小行星资源，进一步展开科学研究。
中国探月工程总设计师、中国工程院院士吴伟仁表示，中国深空探测在未来15年将开展首次近地小行星防御任务。针对近地小行星撞击地球这一极小概率、极大危害事件，将对一颗数千万公里的小行星实施动能撞击，使其改变运行轨道，并在轨开展撞击效果评估，实现“撞得准，推得动，测得出，说得清”。
强大的巡天能力，是墨子巡天望远镜能够发现近地小行星的重要原因。所谓“巡天”，是指对所有可观测的天区分块逐个进行观测。墨子巡天望远镜能够对天空进行重复扫描观测，获得大量图像观测数据，通过对比图像，探测在天球上移动的太阳系天体，并能发现亮度变化的天体和类似超新星这样的爆发事件。
今年9月，由墨子巡天望远镜拍摄的仙女座星系图片正式发布，这张照片由墨子巡天望远镜通过每次30秒共计150次曝光所得到的150张照片叠加合成，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。
更多创新成果“在路上”
太阳系天体普查是墨子巡天望远镜的主要科学目标之一，墨子巡天望远镜在首光后开展了太阳系小天体的测试巡天观测。目前，中国科学院紫金山天文台行星科学与深空探测研究部主任、中国科学技术大学天文与空间科学学院博士生导师赵海斌领导的墨子巡天望远镜太阳系天体研究团队已经发现了一批新的主带小行星，并实现了多颗近地小行星的重新确认，还有一批近地小行星候选体等待后随跟踪确认。
墨子巡天望远镜的本领不只为星空“拍照”。墨子巡天望远镜的口径达2.5米，采用国际先进的主焦光学系统设计和主镜主动光学矫正技术，可实现3度视场范围内均匀高像质和极低像场畸变成像，同时配备7.65亿像素大靶面主焦相机，具备大视场、高像质、宽波段的特点，能够每3个晚上巡测整个北天球一次。
通过巡天数据叠加，墨子巡天望远镜的观测成果可以提供北天球最深高精度、大天区、多色测光和位置星表，在未来数10年内可用于宇宙中各类天体的证认和系统研究。
这意味着，墨子巡天望远镜有望在诸多领域取得突破性原始创新成果，包括高能时域天文(如引力波事件电磁对应体等)、太阳系天体普查(如寻找第九大行星)、银河系结构和近场宇宙学(如暗物质本质)等。
天地一体共同“巡天”
目前，全球范围内已有众多时域巡天项目，但这些项目使用的望远镜口径大多都在米或是亚米级别。墨子巡天望远镜的主镜口径更大，相同曝光时间下具有更高的灵敏度，这不仅使它够探测到更暗弱的动态事件，也有利于其更早地捕捉到动态事件，研究动态事件的早期变化，及时开展后随观测。
墨子巡天望远镜坐落于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖镇赛什腾山，海拔4200米左右。这里观测条件好，光污染极低，视宁度(望远镜显示图像的清晰度)中值为0.75角秒，与国际最佳台址同期数据大致相同，是可以媲美智利北部山区、南极内陆冰穹地区的一流光学观测基地。
据了解，除了墨子巡天望远镜，中国科学院国家天文台用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统AIMS望远镜、南京大学时域天文台TIDO等望远镜也将相继在这里落户。
墨子巡天望远镜总设计师、中国科学技术大学教授孔旭介绍，墨子巡天望远镜凭借其强大的光学时域天文观测能力，可与中国地面的大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(郭守敬望远镜)、500米口径球面射电望远镜(“中国天眼”)、高海拔宇宙线观测站(“拉索”)等大型设备和其他中小口径望远镜开展多波段协同观测。未来几年，随着中国新一代空间天文观测设施陆续发射升空，墨子巡天望远镜将与这些设施实现“天地一体化多波段巡天”的网络搭建。
同时，墨子巡天望远镜可与预期在2025年投入使用、位于南半球的薇拉·鲁宾天文台大型综合巡天望远镜(VRO/LSST)在天区覆盖上互补，实现全天时域监测。