看影识佳人：“新视野”号下一个“约会对象”长啥样

　　本报记者 张盖伦

　　7月17日，午夜刚过。遥远的天际，一颗恒星突然眨了一眨眼。

　　暗下，又亮起。布在阿根廷境内24台望远镜中的5台，捉住了这一刻。

　　那不过是一颗连名字都没有的恒星，那不过是稍微走神就会错过的瞬间。但是，“新视野”团队的科学家为了这一刻，准备了好几个月。

　　2014MU69，一颗古老的柯伊伯带天体，从一颗恒星面前匆匆掠过，并短暂地遮住了它。

　　这就是“新视野”科学团队要看到的掩星现象。他们想知道，2014MU69到底是啥模样、是何大小。因为，它就是“新视野”号在继冥王星之后的下一个飞越目标。

　　8月4日，美国国家航空航天局公布了从这次掩星观测获得的初步信息。

　　那颗小行星有点暗

　　在历史性飞越冥王星和冥卫一后，“新视野”号其实已经圆满完成了探测任务。但是，它状态良好，还能在太阳系边缘继续“搞事情”。天文学家“掐指一算”，发现2014MU69就在“新视野”号的原定飞行路线附近，去那串串门，顺路还省燃料。

　　2014MU69运行在冥王星以远16亿千米的轨道上，距离地球的距离大约65亿千米。

　　一切都很完美，除了一点——它暗。

　　中科院国家天文台研究员苟利军告诉科技日报记者，这颗小行星的视星等约为27等，比冥王星还要暗上10万倍。就算是在各式各样大型地面望远镜眼里，它都暗得毫无存在感。

　　“新视野”科学团队从2011年起就在柯伊伯带上苦苦搜寻适合的飞掠对象，一直到2014年哈勃太空望远镜出手，这个目标才最终现身。

　　科学家之前估计，2014MU69直径45公里左右，重量仅为冥王星的万分之一。

　　不过，8月4日，美国国家航空航天局更新了这一信息——2014MU69形状非常富有想象力，它像是一颗极扁的椭球，还有可能是由两部分紧挨在一起构成。它的长度不超过30公里，如果它真是一个双星天体，那么其每个构成部分的直径大约为15到20公里。

　　这些新信息，就来自7月17日南半球天空上那关键的一眨眼，也就是“掩星现象”。

　　一场“曲线救国”的观测

　　6月3日、7月10日和7月17日，2014MU69分别掩食了三颗更亮的恒星。

　　苟利军解释，当小行星、背后的恒星和地面上人的视线刚好在一条直线时，小行星就在视觉上挡住了恒星。因为小行星在高速运动，所以会形成掩食带，在掩食带上的人，可以在不同时刻相继看到掩星。

　　其实，日食就是人们更为熟悉的一种掩星现象。2014MU69的掩食带，就是2014MU69投在地球上的影子。

　　这是一场“曲线救国”。本尊看不清，看影子总可以吧！

　　“新视野”团队几十名科学家带着望远镜去往南半球，在这三次掩食的掩食带里守候。第二次掩食比较特殊，掩食带基本不在陆地上，团队于是干脆放了架飞机上天。那就是高空望远镜索菲亚(SOFIA)，它搭载在一架经过改装的波音747上。

　　研究小行星的香港大学博士后张晓佳表示，如果观测者精确记录下恒星消失与重新出现的时间，再加上人们已经知道小行星的运行速度，就能知道小行星在这个背景星路径上的长度。

　　这一次，“新视野”团队的科学家就是兵分多路，在2014MU69影子可能经过的区域，每隔一段距离就摆上一台望远镜，排成“栅栏”拦截影子。当小行星挡住被掩食恒星，恒星亮度会降低，当把一系列不同观测点的背景恒星亮度曲线连起来，小行星的形状就能显现。

　　然而，6月3日的“拦截”计划失败。“新视野”团队在南非和阿根廷布下了22台40厘米口径便携式望远镜，但没有一台观测到了掩星现象。

　　“小行星比较小，掩食现象发生的时间非常短。所以，团队需要非常精确地知道掩食发生的时间和区域，这很有挑战性。”苟利军说。“新视野”团队用哈勃望远镜和盖亚卫星数据来计算2014 MU69的投影区域，但也只能是个估算。

　　7月17日，第三次掩食。团队将望远镜布得更加紧凑。这是他们最后的机会。

　　寒风凛冽中，五台望远镜成功拍下那迷人的眨眼。

　　“准备了六个月，用了三台探测器、24台便携式地面望远镜，还动用了高空望远镜，这简直是人类太空史上最富挑战性的掩星观测。”“新视野”号首席科学家阿兰·斯特恩说。

　　2019年1月1日，“新视野”号就要去2014MU69串门了。

　　更多的数据还在进一步分析当中。“新视野”号科学团队要尽可能弄清楚它周围的环境，比如有没有碎片，带不带光环，会不会对“新视野”号造成危险。

　　飞掠2014MU69意义重大。它在太阳光罕至之处，藏着太阳系诞生之初的秘密。这些信息，在地球上，人类永远无法获知。

　　中国相机的“捕捉”

　　8月4日，NASA关于2014MU69的消息刚公布不久，天文爱好者、QHYCCD天文相机的创始人邱虹云就看到了。

　　他密切关注着这次掩星观测，还扒拉出了此次观测团队部分成员的推特和博客。身不能至，心向往之。邱虹云的参与感来得顺理成章——“新视野”团队此次掩星观测所使用的成像终端，就是他研制的产品。

　　掩星观测，时间基准的准确性直接影响测量精度。而观测这样短暂的掩星现象，时间控制必须更加精准。

　　“他们用的成像相机是我做的一个特殊版本。”邱虹云说，“它能精确记录一张照片开始曝光和结束曝光的时间。”

　　被“新视野”团队相中的是一款高速高精度时域成像相机。它最为特殊之处，是内置了一个GPS模块，让相机借用GPS卫星上的高精度原子钟。因此，即使两个相机在地球上相隔千里，也能实现在同一微秒的同步观测拍摄。

　　“GPS模块会输出一个时钟信号，作为指挥相机电路工作的时钟，比如我们设置12点拍照，电路根据这个时钟来决定什么时候驱动芯片，芯片就在此刻开始曝光。”邱虹云解释说。

　　其实，2015年研制这款相机时，邱虹云心中并没有一个明确的“买家形象”，只是笃定高精度时间对天文观测有用。今年3月，他收到了一份22台相机的订单。直到4月掩星观测计划即将付诸实施，邱虹云才从社交网络上得知，当初这单子的背后买主，正是美国国家航空航天局“新视野”团队。

　　邱虹云也成了观测项目的“迷弟”，项目的每一个动向、每一个进展，都跟自己产生了奇妙的联系。

　　“国内也有天文爱好者在观测掩星。”邱虹云说，掩星现象比较普遍，也有专门的软件和网站对掩星发生的时间和地点进行计算。一般来说，掩星观测不需要大型昂贵设备，普通天文爱好者也能发挥作用。

　　他还琢磨着，或许还能“反其道而行之”，在能见度高、观测条件好的地方，摆上望远镜观测阵列，通过拍到的掩星现象，去搜索那些遥远的、未知的天体。