天文学家需要你的帮助寻找小行星

得益于亚利桑那大学月球与行星实验室的天文学家发起的一项新计划，任何人都可以成为小行星猎人。作为卡特琳娜巡天计划的一部分，科学家们创建了一个在线门户网站，向公众开放他们的使命——发现和识别经常造访地球附近的太空岩石。

当用肉眼仰望夜空时，可能会看到星星、行星和偶尔的飞机。然而，人们通常看不到的是大约46亿年前太阳系形成时遗留下来的小行星和彗星——在太空中翻滚的岩石块。科学家认为，由于它们的起源，这些太空物体可能包含有关太阳和行星形成的线索。

通过新的门户网站，卡塔利娜巡天局的科学家们将与任何有互联网连接的人分享他们地面望远镜探测到的潜在小行星和彗星。即使是业余爱好者也可以帮助科学家找到太阳系中的未知物体，因为他们可以点击并仔细查看科学家无法看到的高分辨率望远镜天空快照。

“我认为，如果人们每天晚上都能做我们做的事情，那就太好了，”负责该项目的卡特琳娜天空调查科学工程专家卡森福尔斯说。“我们认为这个网站打开了大门：你也想寻找小行星吗?如果是，请进来。”

要开始小行星狩猎，参与者必须在Zooniverse上创建一个帐户，Zooniverse是一个以人为动力的研究在线平台。通过该网站，没有任何专业培训或专业知识的志愿者协助来自各个领域的专业研究人员。就公共小行星探测门户而言，基本教程将让参与者立即从图片中挑选出移动的小行星。

参与者观看由CatalinaSkySurvey望远镜拍摄的一组夜空图像。每个图像集包含四张相隔六七分钟的曝光照片。这些图片值得注意，因为软件发现了从一张图片到下一张图片的移动光点，这可能代表也可能不代表从遥远的彗星或小行星反射的光。

业余小行星猎手的任务：确定图像中识别出的光点是否看起来像一个真正的天体，或者更确切地说，是由于星光熠熠的背景、望远镜上的灰尘不方便定时“闪烁”而导致的错误检测镜子或其他原因。通过单击“是”或“否”按钮回答后，参与者可以写评论或继续下一个检测。

卡塔利娜天空调查局局长埃里克克里斯滕森说，人们不必每次都知道正确答案。相反，该系统依赖于数量上的优势。

“有足够多的人参与，你可以建立普遍共识，因此误差幅度较小，”克里斯滕森说。

卡塔利娜天空调查每晚运行多达五台大型、强大的望远镜，以追踪超过100万块飞石，这些飞石的直径从校车的长度到亚利桑那州的宽度不等。最初，门户中的图像将来自位于图森以北的莱蒙山顶的G96望远镜。望远镜主镜的直径约为5英尺，通常一个月左右便可巡视整个北半球的夜空。

“我们每晚用望远镜探测到的小行星数量实际上取决于天气或我们在阴历中的位置，”克里斯滕森说。“在晴朗的夜晚，数据库会根据小行星在天空中的运动、速度和位置，将数万个候选小行星与已知小行星进行匹配。”

虽然该实验室的软件检测并记录了所有小行星目击事件，但卡塔利娜天空调查是一项由NASA资助的项目，其任务是专门跟踪和发现近地天体或NEO。近地天体是从火星和木星之间的小行星带中围绕太阳缓慢运行的太空岩石群中偏离的小行星。它们的新轨道使它们离地球更近，如果它们的轨道穿过地球轨道，有些会构成潜在威胁。

显示随时间推移发现的近地小行星数量的图表。最值得注意的是，目前总计近32,000颗小行星至少是十年前探测到的数量的三倍。仅CatalinaSkySurvey就发现了超过14,400颗近地小行星，其中包括去年发现的1,200颗。图片来源：AlanChamberlin/JPL-Caltech

在过去的30年里，卡塔利娜巡天发现了超过14,400个近地天体——几乎占已知近地天体总数近32,000的一半。其中，有1,200个是在去年才被发现的。

“我们最感兴趣的是行动迅速但身份不明的候选人，因为他们很可能是NEO，”Fuls说。“因为NEO离我们更近，与主带小行星相比，从我们的角度来看，它们似乎移动得更快，而且方向有点随机。”

发现新近地天体并进行报告的过程对时间很敏感，如果不立即对它们的发现采取后续行动，天文学家可能会失去对它们的追踪。这是因为近地天体的轨道呈高度椭圆形，每三四年才会靠近地球一次。此外，一些较小的近地天体只有在靠近地球时才能被探测到。

“NEO的移动非常不稳定，很容易错过它们，”Christensen说。“我们尽量不要过于积极地过滤掉错误检测，因为这也可能过滤掉一些近地天体。”

目前，莱蒙山上的小行星跟踪望远镜设置为每晚拍摄约1,000张图像。之后，敏感的软件会对检测到的移动物体进行排序，从最不可能是小行星到最不可能是小行星。最后一步是让人类观察者分析软件识别的检测结果。

“一个人一个晚上只能处理这么多图像，”Fuls说，并解释说虽然该软件标记了许多可能的物体，但研究人员没有时间和资源来查看所有拾取的物体。“我们遗漏了一定数量的对象，因为它们在算法中的排名不够高。”

这就是Zooniverse帐户派上用场的地方，因为“公民科学家”可以浏览软件标记但不够明显以进行切割的天空照片。对于每组图像，参与者必须决定：软件是捕捉到一个从未见过的太空物体，还是只是被闪烁的星星弄糊涂了?

在门户网站的测试阶段，三位公民科学家已经发现了64颗可能的未知小行星候选者。

Fuls说：“我们已将这些探测结果作为潜在的新发现发送给小行星中心，而且这些物体中的大多数尚未与之前探测到的任何物体相关联。”“我们预计未来会有更多类似的发现。”

CatalinaSkySurvey的天文学家计划每天在预定的夜间观测时段后将新数据发布到界面中。

“这些公民科学家所做的观察可能并不总是针对以前从未检测到的物体，”克里斯滕森说。“但它们可能仍然是关键的观察结果，使小行星中心能够确定直到现在还只是候选者的东西的身份。”

Fuls说，为了让未来的小行星猎手保持警惕，他和他的同事们将把已知物体的照片混在一起，以测试人们识别真实物体并保持参与的能力。

“即使你在望远镜前，当你看到其中一个时，你也会振作起来，”富尔斯说。“你不希望它是盲目的和无聊的。”