Yershan

编者按：前段时间我读了一本叫《万物简史》的书，作者比尔·布莱森用幽默风趣的语言描述了科学的发展，深深地打动了我。受到他的感染，我决定写一篇关于小行星的文章，让更多不大了解小行星的人也熟悉这块领域。同时，这也是鹿林巡天网站的“增长见识——问与答”栏目。

(一)什么是彗星和小行星？它们在哪儿？

彗星和小行星统称小天体。通俗地说，太阳系里面除了太阳系和九大行星及其卫星以外的一切自然天体都可看作是小行星。小行星多在火星和木星之间运行，而彗星多在扁圆轨道上运行，但它们的界限并不明显。许多拥有小行星编号的天体同时也是彗星。
提到这些天体，大家大概会回忆起中学课本里的几幅插图，大、小行星们鼓鼓囊囊地挤在一起，就好像麻袋里的乒乓球一样。这种印象实际上是节省纸张及成本的做法—— 太阳系其实比你想象的大得多，不妨让我们来做一个比喻。假设地球是一个豆子，那么小行星带就会在40米外，而土星的距离比这还要远近10倍，这的确是个令人吃惊的距离，即使是我，也会对此感到神奇。小行星并不都聚集在小行星带，就好像马蜂窝一样，尽管窝里面聚集大量马蜂，但其他地方的马蜂也不少。
至于彗星，不要以为只有孤零零的哈雷彗星一个家伙。它们其实是一大群幽灵，我们看不到它们，但它们确实在黑暗的空间中飘来飘去。2005年人们一共发现了218颗彗星，其中大部分直径都只有几十米，而轨道更是奇特—— 从接近圆形的椭圆到一去不复返的双曲线，全部都有。大多数彗星距离我们十分遥远，它们只有接近太阳时才会产生可见的彗头和彗尾—— 就好像你在夏天里，把冰块从冰箱里拿出来一个样。不少彗星受不了太阳的热量，很快就分崩离析了，这些现象也经常为天文学家们津津乐道。

(二)发现小行星很难吗？

并不难。小行星的数量非常多，可以说就和海滩边的沙子一样。到2006年初，得到永久编号的小行星(也就是可以准确确定轨道的小行星)已达13万颗。在世界各地的巡天计划的努力下，每晚都有几十甚至上百颗小行星被发现。只要你愿意而且懂得诀窍，去一个正是一点的业余天文台呆上一两晚，就会有大量收获了。

(三)小行星是如何发现的？发现的小行星如何命名？是用你的名字吗？

当然不是。世界上最成功的巡天计划——LINEAR(林肯近地小行星追踪)运行9年，已经发现了近8万颗得到永久编号的小行星(没有得到永久编号的还是这个数字的10倍多)，如果都叫“LINEAR”，那太枯燥了。如果要了解这一切，我们就要先说说小行星是如何发现以及命名的。
实际上，这一过程比你想象得麻烦而又简单一些。说它麻烦一些，是说并不是今晚发现了一颗小行星，明天就可以给名字了；说它简单，是说并不是天文学家们用眼睛对着望远镜，整夜整夜地搜寻新小行星，等等…… 哎呀，还是让我们从头说起吧。
事实上，现在天文学家们已经用十分先进的手段来进行小行星搜寻了。肉眼发现，甚至说用化学底片发现，都已经是陈年往事了。天文学家们现在用的是CCD—— 其实，和数码相机差不多一类东西，不过更昂贵一点儿—— 不妨让我们这么说，用数码相机来进行搜寻。就和地球一样，小行星们也在自己的轨道上绕着太阳转，天文学家们在不同时间，对着同一个地方重拍几遍，就能找到它们了。
这个“不同时间”其实很短，对于普通的小行星来说，只要5分钟就足够。在5分钟内，它就会运动1-2角秒的距离—— 大致相当于一公里外一只小蚂蚁移动1厘米的距离。但这对天文学家们已经是很明显的移动了。借助于现在的技术，天文学家们—— 其实是“天文学家的电脑们”—— 通过比较周围星星的准确位置(就好像精确的航海图一样，这些星星的位置也早就有人确定下来了)，就得出了这些小行星的准确位置。这些位置的精度，大致是一公里外确定一只小蚂蚁，误差不超过1/3毫米。
单是一晚的数据还不够。前面已经说过，小行星像马蜂一样到处乱窜，而且速度很快。如果不加留意，过上个三五天，你就找不到它们了。近地小行星尤其难办，你大概有这样的经验，两架飞机，距离你近的移动很快，距离你远的移动很慢。近地小行星因为距离地球很近，稍不留神，过上一天没观测，它可能就再也不见踪影，所以对于这些小行星人们会多加留意，全世界进行接力观测，直到得到准确的轨道为止。
当我们初步了解到—— 注意，是极初步，初步到只能让我们保证一个星期或者一个月内还可能找到它的程度—— 一个新小行星的存在时，我们就给予一个临时编号，如2006 EM67。这个编号的机制有些复杂，我们也就先不去说它了，这就相当于一颗小行星的编号—— 注意，不是永久编号，它仅仅是为了把这个目标和别的目标区分开来。现在，我们要做的就是时不时地观测它(对于不同的新目标，间隔也不大确定，从几个小时到几个星期)，直到利用那代表它们轨道的一大串数字，可以让我们在任何时间极准确地确定它们的位置。准确到什么程度呢？用回前面那个例子，同样是1公里外测定一只小蚂蚁，误差不超过1毫米的程度。所以，一颗小行星，大约要经过4-6年，甚至更长时间的间歇观测，才有可能拿到永久编号。
拿到永久编号意味着发现者可以起名字了，名字可由发现者自己确定，随后递交国际小天体命名委员会，当所有委员一致同意时，这个小天体才最终算有了名字。

(四)现在天文学家可以发现多小的天体？
现代技术总是令人瞠目结舌的。即使是鹿林巡天所用的40厘米望远镜，也可以不大困难地发现一颗仅有20.5等的主带III型小行星。这个难度究竟有多高呢？让我们来看看吧。这类小行星距离地球最近也有约两亿千米，而大小大约为一公里—— 这相当于10公里外一张纸的厚度，或者说两米外的一个分子的大小。至于现在天文学家们在建造中的更为巨大的望远镜，能发现的“小”行星之小的程度就更为令人瞠目结舌了。

(五)为什么人们找了这么久，小行星还没有被找光呢？
这是个好问题。一个很主要的原因就是望远镜的视场太小了—— 就好像我们通过一个筒子去看天空一样，能看到的天空就小得多了。鹿林巡天的望远镜在极好的夜晚可以搜索10平方度的区域，但这不过是全天的1/6480，大致相当于课室里头一只蟑螂的覆盖面大小。只有成功的巡天计划，如LINEAR之类，一晚可以覆盖全天的1/4-1/5左右，但由于许多复杂原因，它在搜寻九年之后还是有许多小行星可供发现。这大概就像一栋房子里的一大群蚊子，即使有十几个大巴掌的人在打，也是怎么也打不光的。这里可以套用一句话：大蚊子打完了有小蚊子，小蚊子打完了还有更小的蚊子，蚊子只会越打越多。

(未完待续)