Brian G. Marsden文Shea編譯
小行星中心正跟蹤著數(shù)十萬顆小行星——也許其中有一顆正在向我們飛來。
截止1998年6月18日，查爾斯·尤爾斯（Charles W. Juels）（1944-2009），這位退休的物理學(xué)家兼天文愛好者使用他25厘米的反射望遠鏡已經(jīng)完成了對43顆小行星的觀測。這些小行星都非常遙遠、暗弱，亮度在12等到16等之間。捕捉它們需要電荷耦合器件（CCD）照相機曝光1分鐘的時間。
尤爾斯會在連續(xù)兩晚以30分鐘為間隔來對某一顆小行星進行2-3次拍攝，之后他會把觀測結(jié)果上報給位于美國麻薩諸塞州坎布里奇的小行星中心。小行星中心會利用這些觀測來計算小行星的軌道，并由此來確認是否發(fā)現(xiàn)了新的小行星。
[圖片說明]：1993年8月28日“伽利略”探測器所拍攝的第243號小行星艾達及其衛(wèi)星。版權(quán)：Galileo/JPL/NASA。
在收到尤爾斯的觀測結(jié)果之后，小行星中心確認他所觀測的小行星都是已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的。但是尤爾斯從來沒有因此而氣餒。1999年1月，他向小行星中心上報了對18等的小行星1999 YO的最新觀測結(jié)果，這使得小行星中心能夠更為精確地確定它的軌道，也由此使得這顆小行星擁有了永久編號19369。
然而在這之前，尤爾斯才剛成為一名天文愛好者不久。
剪不斷理還亂的“小行星”
在英語中小行星有兩個同義詞：“asteroid”和“minor planet”。在2006年以前，國際天文學(xué)聯(lián)合會更青睞“minor planet”。因為從字面上講它有“小的行星”的含義，由此可以很容易地和地球或者火星這樣的“大行星”區(qū)別開。但是，2006年8月，國際天文學(xué)聯(lián)合會把冥王星降級成了“矮行星”，同時也把小行星和彗星歸類成了“太陽系小天體”。
自從1801年意大利天文學(xué)家皮亞奇（1746-1826）在火星和木星之間發(fā)現(xiàn)了被他稱為“第八顆行星”的小行星以來，究竟該怎么稱呼“小行星”一直處于混亂的狀態(tài)。皮亞奇用羅馬谷物和耕作女神將其命名為“谷神星”。提出“奧伯斯佯謬”的德國天文學(xué)家奧伯斯在1802年發(fā)現(xiàn)了一顆和谷神星類似的天體，它被命名為“智神星”。英國天文學(xué)家赫歇爾提出，這些天體應(yīng)該被稱為“小行星”（asteroid），即有“外表看似恒星”之意。皮亞奇對此感到不滿，提出谷神星和智神星應(yīng)該被分類成“微型行星”（planetoid）。
[圖片說明]：第25143號小行星糸川。版權(quán)：Hayabusa/JAXA。
直到19世紀中葉，當天文學(xué)家開始大量發(fā)現(xiàn)這一類天體之后，“asteroid”和“minor planet”這兩個詞才開始流行起來。在英國“minor planet”成為了標準，并且被翻譯成了其他文字在歐洲大陸上流傳。同時，在美國出版的頂尖天文學(xué)雜志《天文學(xué)報》上則統(tǒng)一使用“asteroid”一詞。
這一“分歧”一直延續(xù)至今。2006年8月，國際天文學(xué)聯(lián)合會把谷神星升級成為了“矮行星”。與此同時，關(guān)于冥王星被降級成矮行星的爭議也是此起彼伏。盡管如此，小行星中心依然在從事對不斷增長的太陽系小天體進行編纂整理的工作。截至2009年7月，小行星中心的列表中已經(jīng)有216,916顆取得了編號，同時還存有數(shù)千萬份的小行星觀測資料。對于所有已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的小行星而言，一切才剛剛開始。據(jù)估計，太陽系中還有數(shù)百萬顆至今仍未被發(fā)現(xiàn)的小行星。已知最小的小行星直徑還不足10米，最大的則有數(shù)百千米。
逐漸增多的小行星
在19世紀50年代，巡天在火星和木星之間的“主帶”中新發(fā)現(xiàn)了將近50顆小行星。到19世紀末，小行星的數(shù)量上升到了大約500顆。天文學(xué)家越來越多地使用照相法來尋找小行星，在長時間曝光下小行星會在底片上劃出一條線。
[圖片說明]：第951號小行星加斯普拉。版權(quán)：JPL。
時刻跟蹤這些太陽系的新成員開始變得越發(fā)的困難。天文學(xué)家以發(fā)現(xiàn)的順序來排定小行星的編號。但是曝光底片和檢查照片之間的時間差使得這一順序未必成立。小行星的編號反映的可能是天文學(xué)家處理底片的時間，而不是拍攝的時間。這一時間差還意味著，再一次找到先前某一時間所發(fā)現(xiàn)的小行星的可能性微乎其微。你必須要等待其他人在幾年之后來觀測同個天體并且把它和以前的觀測相比較，這一過程被稱為“認證”。認證的過程將為計算小行星的軌道提供便利。
采取措施
隨著小行星觀測的不斷增多，天文學(xué)家需要一種方法來時刻跟蹤這些小天體，直到它們的軌道能被計算出來。這也是確認一顆新小行星的關(guān)鍵步驟。因此天文學(xué)家采用了一套對小行星進行臨時編號的辦法，來保存它們被發(fā)現(xiàn)的時間和順序。
從1925年開始，小行星的臨時編號包含了年份和兩個大寫英文字母，如有必要還會添加一個下標。這些數(shù)字和字母代表了這次觀測所處的半月，以及這顆小行星在這個半月所發(fā)現(xiàn)的所有小行星中的序號。例如，編號為2007 BA1的小行星，字母“B”代表了它是在2007年1月16-31日這個半月中被觀測到的。字母“A”通常表示它是這個半月中首個被觀測到的小行星，不過下標“1”則說明它是第26個。在這里，由于字母“I”被排除在外，因此其他的英文字母只能用來表示25顆小行星。此時，使用額外的下標就可以沖破這一限制。
[圖片說明]：第253號小行星馬蒂爾德。版權(quán)：NEAR/NASA。
在對一顆新的小行星或者矮行星觀測了數(shù)年之后，天文學(xué)家會用一個永久編號來取代它的臨時編號。最終，這顆小行星的發(fā)現(xiàn)者可以向國際天文學(xué)聯(lián)合會提出命名。到目前為止，被正式命名的小行星大約有15,000顆。
物極必反
到20世紀30年代，更為靈敏照相底片的使用使得小行星觀測大幅度增加。這對于僅使用機械計算器來計算小行星軌道的一小部分天文學(xué)家而言負擔(dān)實在太重。到1945年，每8顆有編號的小行星中就會有1顆會由于不可靠的認證而丟失。當時在適中的精度要求下，每年最多只能計算出幾百顆小行星的位置。
1947年，國際天文學(xué)聯(lián)合會為了改善對小行星觀測資料的處理在美國辛辛納提天文臺成立了第一個小行星中心。該天文臺的臺長保爾·赫格特（Paul Herget）擔(dān)任了小行星中心的首任主任。赫格特和一個助手設(shè)法從辛辛納提的企業(yè)那里借用電子計算機來計算行星的引力對數(shù)百顆小行星的作用。其他地方的天文學(xué)家然后則使用機械計算器來擬合赫格特的結(jié)果和小行星的觀測資料。
[圖片說明]：第433號小行星愛神星。版權(quán)：NEAR/NASA。
得益于美國印地安那大學(xué)的安排，1948年小行星中心將它的一架望遠鏡搬到了距離它校園40千米遠的一個站點。學(xué)生和工作人員開始提高小行星觀測的質(zhì)量，并且重新尋找那些丟失的小行星。隨著辛辛納提大學(xué)有了自己的IBM 650計算機以及小行星中心人員的增加，小行星中心開始越來越多地承擔(dān)行星對小行星影響的計算以及對觀測和計算結(jié)果的擬合。
到20世紀50年代末，軌道計算能力已大幅提高的小行星中心開始把更多的精力放到了認證新小行星上。到20世紀60年代中，印地安那的程序已經(jīng)達到了它25厘米望遠鏡的極限。此后，前蘇聯(lián)的克里米亞天體物理臺成為了全世界小行星獵手中的領(lǐng)跑者。到1978年，當赫格特退休、他的天文臺關(guān)閉之際，軌道計算的精度已經(jīng)大大地提高。那時，最新一顆獲得永久編號的小行星是2060號小行星喀戎。雖然有十幾顆有編號的小行星仍處于“丟失”狀態(tài)，但二戰(zhàn)之后獲得編號的小行星軌道則都維持得很好。
喬遷
1978年國際天文學(xué)聯(lián)合會邀請布賴恩·馬斯登（Brian Marsden）擔(dān)任小行星中心的主任，并且負責(zé)將小行星中心搬遷至美國史密松天體物理臺的事宜。搬遷之后的小行星中心繼承了原先200,000份的小行星觀測資料以及所有的臨時編號小行星。
新的小行星中心把刊登有小行星觀測和軌道的《小行星快報》的出版周期從每6-8個月縮短到了每月一期。更頻繁的出版也鼓舞了小行星搜尋者，這進一步推動了小行星的發(fā)現(xiàn)，甚至還減少了小行星丟失的數(shù)量。到從1958年起就供職于小行星中心的首席助理康拉德·巴德韋爾（Conrad Bardwell）于1989年退休的時候，小行星中心的小行星以及彗星觀測資料上升到了差不多550,000份。此外，有正式編號的小行星數(shù)量也翻番到了4,295顆。在所有獲得永久編號的小行星中，只有719號小行星阿爾伯特和878號小行星米爾德里德仍然丟失。
[圖片說明]：第216號小行星克里奧帕特拉的雷達成像。版權(quán)：JPL/Arecibo Radio Telescope/NSF/NASA。
此后加雷思·威廉姆斯（Gareth Williams）接替巴德韋爾成為了小行星中心的副主任。他很快就引入了自動化程度更高的方法來提高計算能力。盡管當時電荷耦合器件（CCD）已經(jīng)悄然興起，但是直到20世紀90年代中它們才真正取代了照相底片。在那個時候，已經(jīng)在海王星的軌道之外發(fā)現(xiàn)了除冥王星以外的其他天體，小行星中心的主要任務(wù)也變?yōu)樗褜ご┰降厍蜍壍赖腻缧呛托⌒行牵纱藶闈撛诘臑?zāi)難做好準備。為了適應(yīng)近地天體的大量發(fā)現(xiàn)，1993年小行星中心開始發(fā)布《小行星電子快報》。
1996年，小行星中心在它的網(wǎng)站上開設(shè)了近地天體確認頁面。當一個觀測者懷疑自己發(fā)現(xiàn)了一個新的近地天體的時候，小行星中心會在收到觀測資料的幾分鐘內(nèi)公布出未來24小時它的預(yù)計亮度和位置。這會促使許多天文愛好者和專業(yè)天文學(xué)家進行后續(xù)觀測，小行星中心根據(jù)這些觀測可以確定出近地天體的軌道。通常24小時或者36小時內(nèi)的觀測就足以較好地確定軌道，之后該天體就會從確認頁面上刪除，轉(zhuǎn)而發(fā)布一個包含了相關(guān)信息的正式電子快報。這一過程完全取決于來自十幾個不同國家觀測者的無私奉獻。
[圖片說明]：太陽系小天體分布。版權(quán)：NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)。
到2000年，威廉姆斯重新找回了從1911年和1916年起就已經(jīng)丟失的878號小行星米爾德里德和719號小行星阿爾伯特。由此，小行星中心所有有永久編號的小行星終于各歸其位，并且這個隊伍也在不斷壯大。
全神貫注
發(fā)現(xiàn)會和地球相撞的近地天體是非常重要的。但是對于像查爾斯·尤爾斯這樣的天文愛好者來說，發(fā)現(xiàn)并且命名一個天體總是讓他們著迷的。1999年，尤爾斯執(zhí)著的搜尋終于得到了回報。
[圖片說明]：查爾斯·尤爾斯（拍攝于2008年）。
1999年2月21日，小行星中心的計算機發(fā)送了一份《小行星電子快報》，威廉姆斯確認了1999 CA3，以及先前發(fā)現(xiàn)的兩顆小行星1982 EL2和1997 SF34。非常巧合的是，這一快報發(fā)出的時間正好是尤爾斯在那晚對1999 CA3完成了第3次CCD觀測之后4分鐘。
到2001年10月，小行星中心已經(jīng)足夠好地確定了1999 CA3的軌道，因此給了它一個永久編號29750。為了紀念美國加州的天文愛好者卡里·克萊博拉德（Cary Chleborad），尤爾斯將其命名為29750克萊博拉德。
尤爾斯獨自或者和同伴保羅·霍爾弗坎姆（Paulo Holvorcem）一起“發(fā)現(xiàn)”了447顆小行星——其中近地小行星2002 UQ3對地球具有潛在的威脅。現(xiàn)在2002 UQ3已經(jīng)獲得了永久編號154302。尤爾斯的成功證明了小行星搜尋是天文愛好者能為天文學(xué)做出重要貢獻的少數(shù)幾個領(lǐng)域之一，它也許甚至還能拯救世界！
