研究團隊使用韋伯太空望遠鏡和更新的處理技術，偵測到只有數十公尺寬的小行星。在過去的200年來，天文學家已將太陽系主小行星帶中超過一百萬顆的小行星編目，最小的直徑約1公里。但更小的小行星卻一直難以發現，直到最近從韋伯的資料中，發現了一些小至10米寬的小行星，大小和校車差不多。
圖說：藝術家描繪韋伯太空望遠鏡發現主小行星帶中的一群小小行星。圖片來源：Ella Maru/MIT
這些十米級的小行星（指大小隻有數十公尺）來自於火星與木星間的主小行星帶，由於較小的小行星更容易受到陽光和熱效應的影響而改變其軌跡，因此更有可能離開小行星帶而撞向地球，大約每隔幾年就會發生一次。當它們撞上地球時，可能會造成重大損害。例如，2013年一顆約18公尺寬的小行星在俄羅斯車裡雅賓斯克（Chelyabinsk）上空爆炸，產生的衝擊波造成數千人受傷，更多的建築物受損。因此若能在主星帶就發現到這些天體，將可大幅提升我們監控潛在威脅的能力。
為了偵測這些小行星，由麻省理工學院所領導的團隊使用韋伯的檔案資料和新的處理演演算法，發現了138顆大小小於100公尺的新小行星，這是有史以來在主小行星帶中偵測到最小的小行星。自2016年以來，研究團隊利用位於智利的Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope（TRAPPIST）來研究恆星TRAPPIST-1及其系統中的多顆系外行星，但在這項工作中，小行星就像空中的害蟲會穿過視野影響資料，因此，科學家需要將小行星以及在我們和目標之間的氣體和灰塵所產生的「噪音」一起過濾掉。然而，研究團隊決定不過濾掉小行星，而是利用一種稱為合成追蹤的影像處理技術來尋找它們。這種方法使用許多短時間曝光的固定視場影像，並將它們組合起來，同時向不同方向移動。如果一個微弱的物體恰好以相同的速度和方向移動，堆疊這些移動後的影象可以發現它們，就好像用攝影機在追蹤該物體一樣。由於物體可能在視野中的任何地方移動，因此測試大量可能的移動非常耗費計算資源，因此研究團隊特別撰寫了一套新的軟體。
圖說：紅外線望遠鏡比可見光望遠鏡更適合用來尋找小型、黑暗的小行星。圖片來源：NASA/JPL-Caltech
雖然主帶小行星是黑暗的，但它們會吸收太陽的輻射，使它們更容易被紅外線波長偵測到，這項技術成功驗證了概念。在最新的研究中，研究團隊使用韋伯對TRAPPIST-1進行長達93.5小時的觀測，由於望遠鏡在每次觀測期間都不會移動其視野，因此這些資料非常適合合成追蹤技術。期間總共發現138顆十米級小行星，這遠超出團隊的預期，其中一些小行星可能會在某些時候成為近地天體，而其中一顆可能會成為特洛伊小行星，即位於主小行星帶之外，在木星軌道前後圍繞太陽執行。研究人員計劃最終使用韋伯對15至20顆系外行星主恆星的觀測，找出另外數百顆十米級大小的主帶小行星。發現大量的十米級小行星表示我們找到了前所未見的族群，一個由較大的小行星碰撞碎裂所產生的小行星。由於現代科技的進步，我們進入了一個全新、未經探索的空間。相關研究成果發表於《Nature》期刊上。（編譯／趙瑞青）
資料來源：Astronomy
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