小行星猎人

位于拉什莫尔山以东八十四英里处的南达科他州奎恩镇，在干旱的恶地国家公园的郊区若隐若现。人口仅有 44 人，过路游客很容易完全错过这个城镇——如果不是因为沿着 14 号公路树木间露出的不协调的、未来主义的白色圆顶的话。

站在圆顶下方 20 英尺高的方形基座内，Ron Dyvig 按下墙上一个大绿色的按钮，为他的夜间观测会话做准备。齿轮嗡嗡作响，圆顶的盖子缩回，露出内部 26 英寸的望远镜，面向寒冷的夜空。随后，Dyvig 逃到加热的楼下控制室，将椅子拉到电脑前，开始向望远镜输入指令。他从一家已倒闭的自动售货机公司获得的顶层电机组，根据他的指令发出嗡嗡声。当圆顶的开口开始旋转，与望远镜的镜子对齐，扫描黑暗时，他露出了满意的笑容。

“自从我的童子军领队教我如何在天空中找到火星以来，我就一直热爱这些东西，”Dyvig 说。高中时期，他于 1957 年加入了当地的黑山天文学会，几年后成为其主席，之后在 1968 年于亚利桑那大学找到一份研究技术员的工作，开发望远镜的成像设备，从而抓住了与专业天文学家合作的机会。

Dyvig 于 1972 年离开了大学，从事了各种日间工作，包括经营一家航空摄影公司和在一家汽车经销商工作，但随着岁月的流逝，Dyvig 怀揣着拥有一个能够进行专业级工作的望远镜的梦想。他一直留意着建造他梦想的望远镜的绝佳地点，终于在 1998 年在奎恩镇找到了一座廉价出售的破旧医院建筑。用 25,000 美元、志愿者的帮助、设备捐赠——尽管在建造过程中发生了一场几乎摧毁天文台的火灾——“首次光照”（第一次使用望远镜进行天文观测）在 2000 年初实现。现在，当他坐在电脑前，看着屏幕上天空的图像不断生成时，Dyvig 自然地进入了他作为世界领先的小行星猎人之一的身份——一个或许可以拯救地球的人。

今晚的搜寻毫无进展；奎恩的夜空，通常是墨黑的，被厚重的云层笼罩。然而，在其他夜晚，Dyvig 反复找到了他的目标。在他建造他的 恶地天文台 的七年里，他已经发现了 25 颗以前未被发现的小行星，直径从几百英尺到几千英尺不等——其中最大的估计直径在两到四英里之间，正式名称为 63528。作为发现者，Dyvig 可以建议一个更悦耳的官方名称，但到目前为止，他只命名了他的一个发现：26715，一块两英里宽的岩石，现在被称为南达科他州。由于他的设施拥有该国最强大的私人望远镜之一，他还与 NASA 合作开展了跟踪数百颗微弱可见已知小行星轨道以确定它们是否与地球相撞的项目。“这个天文台有点复古，”他说。“在 19 世纪及以前，业余天文学家进行了大量的观测。”随着望远镜越来越大、越来越贵，工作越来越多地集中在由专业天文学家管理的机构天文台中。业余爱好者“被排除在爱好领域一百年了。但现在，用一台后院的望远镜和一台电脑，你就可以进行研究级别的作品了，”Dyvig 补充道。

Dyvig 是美国为识别、探测和跟踪潜在危险小行星所做的努力的最前沿的业余爱好者群体中的一员。NASA 的 Spaceguard 探测计划，成立于 1998 年，旨在定位和跟踪距离地球轨道约 3000 万英里以内且直径大于三分之二英里的小行星中至少 90% 的数量。到目前为止，已发现约 75% 的这些天体，但剩余的 25% 非常暗淡，难以寻找。

这些太空岩石对人类生命构成真正威胁的可能性可能很低——普林斯顿大学的研究人员估计，在下一个世纪，一颗直径三分之二英里的小行星撞击地球的概率为 1/5000（相比之下，您一生中被闪电击中的概率约为 1/3000）——但风险很高。1908 年在西伯利亚通古斯卡坠落的一颗相对较小的 150 英尺小行星，其威力相当于 1500 万吨 TNT，相当于美国有史以来引爆的最大核弹。幸运的是，它坠落在远离人类居住区的地方。如果像普林斯顿研究人员研究的那样大的小行星撞击欧洲或美国东海岸，死亡人数可能高达数百万。“如果一颗大行星撞击地球，可能造成的损害没有上限，”位于亚利桑那州图森的成像专家和业余天文学家 Roy Tucker 说。“即使是从大行星表面剥落的巨石也可能造成通古斯卡事件。”

美国政府已经通过拨款来应对这一威胁，使 NASA 能够寻找潜在的威胁性小行星——但这只是勉强够用。NASA 为 Spaceguard 探测项目提供每年 410 万美元的资助，但这点钱不足以覆盖持续监测天空所有区域近地天体的成本。因此，南加州的代表 Dana Rohrabacher 已提出国会法案，为业余天文学家对小行星搜寻的贡献提供经济奖励。“近地天体对我们星球的威胁是一个至关重要的关注领域，”他说。“我们不能仅仅依靠政府来缩小信息差距，所以我们正在动员我们的公民来识别可能危险的物体。”

从 NASA 的角度来看，业余爱好者的价值显而易见：望远镜辅助的眼睛越多扫描宇宙，取得重大发现的可能性就越大——鉴于过去几年的预算紧张，该机构需要所有它能得到的无偿观星者。来自偏远地区的更多观测者也意味着更多的观测点，一旦发现体育场大小的小行星，就更容易计算其轨道。与此同时，由于新的数字 CCD 光探测器能够使即使是普通的望远镜也能观测到昏暗的小行星，严肃的业余爱好者数量正在迅速增长。“研究级显微镜可能要花费 100,000 美元，但如今一台好的望远镜可能只需 10,000 美元，”NASA 喷气推进实验室近地天体专家 Steve Chesley 说，他分析了数十名业余天文学家的观测数据。

在过去的十年里，像 Chesley 这样的科学家经常求助于业余爱好者来帮助完成一些重要但不起眼的任务，比如拍摄小行星的几张照片来绘制其轨迹。作为回报，他们给予业余爱好者朋友与拥有高级学位同事相同的尊重——在大多数情况下。“只有少数几个自命不凡的人，”Tucker 说。业余爱好者和专业人士经常直呼其名。“亲爱的 Ron，”Chesley 发送给 Dyvig 收件箱的一封电子邮件写道，“非常感谢所有的帮助！再次感谢，Steve。”

因此，业余天文学家在搜寻中发挥着至关重要的作用。两年前，Tucker 与他人共同发现了 2004 MN4（更易记的名称是 Apophis），这是一颗 800 英尺宽的小行星，看起来可能在 2029 年与地球相撞。

原则上，任何对天文学有扎实基础且有一定积蓄的人都可以进行小行星搜寻，但实际上，这可能是一份全职工作——一份工作时间奇怪且几乎没有报酬的工作。Tucker 自 1996 年以来已发现 234 颗大小行星，他每天早上 4:15 闹钟响了就起床，然后出去给他的三台 14 英寸望远镜的镜子盖上盖子。价值 12,000 美元的望远镜整夜都在拍摄特定天区的快照，但随着黎明在地平线上显现，它们的效率迅速下降。到早上 5:00，Tucker 已经坐在电脑前，仔细检查着他的望远镜刚刚生成的几百张数字图像，寻找小行星可能经过的迹象。“我寻找条纹，”他说。“小行星相对于其他所有物体来说移动速度都非常快。”

Tucker 电脑上的软件将他的新图像与已知星星和行星的地图进行比较。这使他更容易 pinpoint 潜在的新物体，但他仍然需要大约两个小时来逐一查看每天早上的照片。这种枯燥的工作偶尔会被兴奋的时刻打断。“当我以为我看到了什么新东西时，我就会去小行星中心（Minor Planet Center）的 网站，输入天体的坐标，”他说。“如果网站告诉我‘没有已知天体’，那我就开始兴奋起来了。”一旦 MPC 的研究人员独立确认了他的发现，他就可以庆祝——并在他的小行星带上再添一笔。需要至少三个不同夜晚的观测才能计算出近似轨道，但要真正确定轨道，以便能够提前数年准确预测小行星的位置，则需要进行数年内数十次观测。

尽管像卡塔琳娜天空探测（Catalina Sky Survey）（使用亚利桑那州和澳大利亚的望远镜）和 LINEAR（在新墨西哥州索科罗）这样大型的专业探测项目进行了大部分 Spaceguard 的发现，但业余爱好者也扮演着关键角色。“探测项目在以非常系统的方式扫描天空，但业余爱好者可以关注调查路径之外的区域，他们还可以灵活地近距离观察小片天空，”Chesley 说。位于马萨诸塞州剑桥的史密森天体物理天文台（Smithsonian Astrophysical Observatory）的小行星中心（Minor Planet Center）负责审查世界上所有报告的小行星发现，并欢迎业余爱好者的发现。任何通过 MPC 初步测试（记录已知小行星的望远镜图像并正确测量其位置）的天文台，无论是私人的还是公共的，都会被分配一个站点代码（Dyvig 的代码是 918）。近千名业余爱好者拥有这些代码，使他们能够提交发现以供官方验证。业余爱好者记录保持者是一位日本工程学教授，Takao Kobayashi，他拥有惊人的 2,392 颗已编号小行星的功劳。

虽然包括 Rohrabacher 在内的几位国会议员认为，国家奖项计划有助于鼓励顶尖的业余小行星猎人，但像 Dyvig 和 Tucker 这样的爱好者并不需要经济激励。他们的夜班工作本身就是一种奖励。“发现小行星或彗星是一种令人难以置信的体验，”Tucker 说。“想象一下你大脑中所有的内啡肽同时释放！”Chesley 同意：“随奖项而来的宣传可能会激发业余爱好者社区，并使其保持更具活力，但这些人不是为了金钱而行动。”尽管如此，Rohrabacher 认为奖励将吸引更多美国人从事小行星搜寻工作。他引用了 1000 万美元的 Ansari X 奖的成功，该奖项重振了个人太空飞行产业，并激励了第一艘私人火箭飞船进入太空。“奖励是带来改变的好方法，”他说。“它们会创造竞争，而且除非有人成功，否则没有成本。”

如果业余爱好者或探测望远镜确实发现了潜在危险的小行星，就不需要立即建造掩体或进行世界末日式的救援任务。由于计算中只有几次观测，科学家们对小行星未来轨道的早期估计存在巨大的不确定性。后来对令人担忧的岩石预测轨迹进行的修正观测——至少到目前为止——总是表明没有理由恐慌。例如，最初似乎在 2029 年飞向我们的 Apophis 小行星，现在似乎将远远地（数千英里）错过地球，但仍然有 1/45,000 的几率在 2036 年 4 月 13 日撞击。“你不能仅仅发现一个东西就说，‘哦，它将在 30 年后撞击我们，’”Chesley 说。另一方面，如果一次撞击似乎在所难免，我们可能需要很多年才能将其偏离轨道。我们越早尝试偏转小行星（也许是通过航天器的引力 将其拉向 新的轨道），就越容易，这就是为什么 Spaceguard 试图将所有足够大的威胁性天体都编入目录。

无论 Spaceguard 的任务最终有多么重要，技术的发展——正是这项技术使 Dyvig 和 Tucker 这样的业余爱好者对小行星搜寻如此有价值——很快就可能使他们过时。像 8.4 米大型全景巡天望远镜（Large Synoptic Survey Telescope）这样的仪器，计划于 2014 年投入使用，将利用强大的计算机能力对近地天体进行连续的天空扫描，留给业余爱好者关注的区域越来越少。但 Tucker 并未气馁。他指出，他的业余爱好者同行们开始在其他领域发挥作用，例如监测变星的闪烁以及研究被称为伽马射线暴的强大宇宙爆炸：“总会有其他事情出现——而我们将能够做出贡献。”