國家航天局近日宣布,我國天問一號環(huán)繞器利用高分辨率相機成功觀測到星際天體阿特拉斯(3I/ATLAS)。當(dāng)時,天問一號環(huán)繞器距離目標(biāo)天體約3000萬公里,成為目前觀測該天體距離最近的探測器之一。天問一號探測器于2020年7月23日成功發(fā)射,通過一次任務(wù)完成了火星環(huán)繞、著陸和巡視三大目標(biāo)。
阿特拉斯于2025年7月1日由位于智利的巡天望遠鏡發(fā)現(xiàn),是已知造訪太陽系的第三顆星際天體。此前有兩個“星際訪客”,第一個是2017年10月發(fā)現(xiàn)的雪茄形長條天體“奧陌陌”,其最長處約400米。最初被認為是一顆小行星,后來分析認為它是一顆彗星。2019年發(fā)現(xiàn)的天體2I/Borisov是目前已知光臨太陽系的第二個“星際訪客”,也是一顆彗星。持續(xù)發(fā)現(xiàn)這類天體有助于探索太陽系外物質(zhì)組成、行星形成早期過程及宇宙物理規(guī)律等。
阿特拉斯沿雙曲線軌道穿越太陽系,于10月29日前后經(jīng)過近日點,隨后逐漸遠離太陽系,最終重返太陽系外的星際空間。研究顯示,阿特拉斯可能形成于銀河系中心古老恒星周圍,推測年齡約30億至110億年,有可能比太陽系年齡還老,是探測系外行星成分、演化及早期恒星歷史的稀有樣本,具有重要科學(xué)意義。
天文學(xué)家將阿特拉斯歸類為星際天體,是因為它的軌道路徑呈現(xiàn)出偏心率較高的雙曲線形狀,偏心率為6.23。這種雙曲線軌道與太陽系內(nèi)普通天體的軌道不同,后者通常是橢圓或近拋物線。阿特拉斯不遵循圍繞太陽的封閉軌道路徑,來自太陽系以外,已在星際空間漂流數(shù)百萬年,承載著另一個恒星系統(tǒng)的故事。
目前全球許多天文學(xué)家都在研究這顆新“星際訪客”的大小和物理性質(zhì)。盡管其大小尚未完全確定,但從之前的觀測中可以看出,它具有活動性,有冰冷的核和彗發(fā),因此天文學(xué)家傾向于將其歸類為彗星,而非小行星。
天問一號團隊從9月初開始準(zhǔn)備阿特拉斯的觀測工作。該天體觀測距離遙遠,約為3000萬公里,自身運動速度快,約為58公里/秒;相對天問一號環(huán)繞器的運動速度更快(約86公里/秒);目標(biāo)尺寸較小,彗核直徑約5.6公里,在火星軌道上觀測亮度非常暗,拍攝難度極大,這對火星環(huán)繞器姿態(tài)指向控制能力和成像策略都提出很高要求。
天問一號團隊協(xié)同攻關(guān),結(jié)合阿特拉斯的軌道特性、亮度特征、幾何尺寸以及環(huán)繞器科學(xué)載荷技術(shù)能力,反復(fù)模擬計算與仿真推演,完成了觀測任務(wù)可行性評估。最終確定采用天問一號環(huán)繞器上的高分辨率相機,并精心設(shè)計了關(guān)鍵成像策略,成功完成觀測。本次觀測針對微弱探測目標(biāo)特點,將高分辨率相機拍攝能力發(fā)揮到極限。高分辨率相機獲取的數(shù)據(jù)由地面應(yīng)用系統(tǒng)接收和處理后顯示,圖像中該天體彗星特征明顯,由彗核及其周圍的彗發(fā)共同構(gòu)成,直徑達數(shù)千公里??蒲腥藛T利用連續(xù)30秒拍攝的系列圖像制作成動畫,形象展示了該天體的運動軌跡。通過這些觀測數(shù)據(jù),科研人員正進一步開展對阿特拉斯的深入研究。
值得一提的是,天問一號環(huán)繞器上攜帶的光學(xué)載荷原本是為拍攝明亮火星表面而設(shè)計的,這是首次嘗試拍攝如此遙遠且相對暗淡的目標(biāo),比拍攝火星表面目標(biāo)暗1萬到10萬倍。阿特拉斯的成功觀測是天問一號的一次重要拓展任務(wù),利用探測器觀測暗弱天體為天問二號開展小行星探測進行了技術(shù)試驗,積累了經(jīng)驗。