飛過冥王星之後，「新視野」號為何要去約會它

7月17日，午夜剛過。遙遠的天際，一顆恆星突然眨了一眨眼。暗下，又亮起。布在阿根廷境內24台望遠鏡中的5台，捉住了這一刻。那不過是一顆連名字都沒有的恆星，那不過是稍微走神就會錯過的瞬間。但是，「新視野」團隊的科學家為了這一刻，準備了好幾個月。2014MU69，一顆古老的柯伊伯帶天體，從一顆恆星面前匆匆掠過，並短暫地遮住了它。

2014MU69小行星7月10日和7月17日掩食帶的預計路徑 （圖片來源厄爾天文台）

本報記者 張蓋倫

這就是「新視野」科學團隊要看到的掩星現象。他們想知道，2014MU69到底是啥模樣、是何大小。因為，它就是「新視野」號在繼冥王星之後的下一個飛越目標。

8月4日，美國國家航空航天局公布了從這次掩星觀測獲得的初步信息。

那顆小行星有點暗

在歷史性飛越冥王星和冥衛一后，「新視野」號其實已經圓滿完成了探測任務。但是，它狀態良好，還能在太陽系邊緣繼續「搞事情」。天文學家「掐指一算」，發現2014MU69就在「新視野」號的原定飛行路線附近，去那串串門，順路還省燃料。

2014MU69運行在冥王星以遠16億千米的軌道上，距離地球的距離大約65億千米。

一切都很完美，除了一點——它暗。

中科院國家天文台研究員苟利軍告訴科技日報記者，這顆小行星的視星等約為27等，比冥王星還要暗上10萬倍。就算是在各式各樣大型地面望遠鏡眼裡，它都暗得毫無存在感。

「新視野」科學團隊從2011年起就在柯伊伯帶上苦苦搜尋適合的飛掠對象，一直到2014年哈勃太空望遠鏡出手，這個目標才最終現身。

科學家之前估計，2014MU69直徑45公里左右，重量僅為冥王星的萬分之一。

不過，8月4日，美國國家航空航天局更新了這一信息——2014MU69形狀非常富有想象力，它像是一顆極扁的橢球，還有可能是由兩部分緊挨在一起構成。它的長度不超過30公里，如果它真是一個雙星天體，那麼其每個構成部分的直徑大約為15到20公里。

這些新信息，就來自7月17日南半球天空上那關鍵的一眨眼，也就是「掩星現象」。

一場「曲線救國」的觀測

6月3日、7月10日和7月17日，2014MU69分別掩食了三顆更亮的恆星。

苟利軍解釋，當小行星、背後的恆星和地面上人的視線剛好在一條直線時，小行星就在視覺上擋住了恆星。因為小行星在高速運動，所以會形成掩食帶，在掩食帶上的人，可以在不同時刻相繼看到掩星。

其實，日食就是人們更為熟悉的一種掩星現象。2014MU69的掩食帶，就是2014MU69投在地球上的影子。

這是一場「曲線救國」。本尊看不清，看影子總可以吧！

「新視野」團隊幾十名科學家帶著望遠鏡去往南半球，在這三次掩食的掩食帶里守候。第二次掩食比較特殊，掩食帶基本不在陸地上，團隊於是乾脆放了架飛機上天。那就是高空望遠鏡索菲亞（SOFIA），它搭載在一架經過改裝的波音747上。

研究小行星的香港大學博士后張曉佳表示，如果觀測者精確記錄下恆星消失與重新出現的時間，再加上人們已經知道小行星的運行速度，就能知道小行星在這個背景星路徑上的長度。

這一次，「新視野」團隊的科學家就是兵分多路，在2014MU69影子可能經過的區域，每隔一段距離就擺上一台望遠鏡，排成「柵欄」攔截影子。當小行星擋住被掩食恆星，恆星亮度會降低，當把一系列不同觀測點的背景恆星亮度曲線連起來，小行星的形狀就能顯現。

然而，6月3日的「攔截」計劃失敗。「新視野」團隊在南非和阿根廷布下了22台40厘米口徑攜帶型望遠鏡，但沒有一台觀測到了掩星現象。

「小行星比較小，掩食現象發生的時間非常短。所以，團隊需要非常精確地知道掩食發生的時間和區域，這很有挑戰性。」苟利軍說。「新視野」團隊用哈勃望遠鏡和蓋亞衛星數據來計算2014 MU69的投影區域，但也只能是個估算。

7月17日，第三次掩食。團隊將望遠鏡布得更加緊湊。這是他們最後的機會。

寒風凜冽中，五台望遠鏡成功拍下那迷人的眨眼。

「準備了六個月，用了三台探測器、24台攜帶型地面望遠鏡，還動用了高空望遠鏡，這簡直是人類太空史上最富挑戰性的掩星觀測。」「新視野」號首席科學家阿蘭·斯特恩說。

2019年1月1日，「新視野」號就要去2014MU69串門了。

更多的數據還在進一步分析當中。「新視野」號科學團隊要儘可能弄清楚它周圍的環境，比如有沒有碎片，帶不帶光環，會不會對「新視野」號造成危險。

飛掠2014MU69意義重大。它在太陽光罕至之處，藏著太陽系誕生之初的秘密。這些信息，在地球上，人類永遠無法獲知。

相機的「捕捉」

8月4日，NASA關於2014MU69的消息剛公布不久，天文愛好者、QHYCCD天文相機的創始人邱虹雲就看到了。

他密切關注著這次掩星觀測，還扒拉出了此次觀測團隊部分成員的推特和博客。身不能至，心嚮往之。邱虹雲的參與感來得順理成章——「新視野」團隊此次掩星觀測所使用的成像終端，就是他研製的產品。

掩星觀測，時間基準的準確性直接影響測量精度。而觀測這樣短暫的掩星現象，時間控制必須更加精準。

「他們用的成像相機是我做的一個特殊版本。」邱虹雲說，「它能精確記錄一張照片開始曝光和結束曝光的時間。」

被「新視野」團隊相中的是一款高速高精度時域成像相機。它最為特殊之處，是內置了一個GPS模塊，讓相機借用GPS衛星上的高精度原子鐘。因此，即使兩個相機在地球上相隔千里，也能實現在同一微秒的同步觀測拍攝。

「GPS模塊會輸出一個時鐘信號，作為指揮相機電路工作的時鐘，比如我們設置12點拍照，電路根據這個時鐘來決定什麼時候驅動晶元，晶元就在此刻開始曝光。」邱虹雲解釋說。

其實，2015年研製這款相機時，邱虹雲心中並沒有一個明確的「買家形象」，只是篤定高精度時間對天文觀測有用。今年3月，他收到了一份22台相機的訂單。直到4月掩星觀測計劃即將付諸實施，邱虹雲才從社交網路上得知，當初這單子的背後買主，正是美國國家航空航天局「新視野」團隊。

邱虹雲也成了觀測項目的「迷弟」，項目的每一個動向、每一個進展，都跟自己產生了奇妙的聯繫。

「國內也有天文愛好者在觀測掩星。」邱虹雲說，掩星現象比較普遍，也有專門的軟體和網站對掩星發生的時間和地點進行計算。一般來說，掩星觀測不需要大型昂貴設備，普通天文愛好者也能發揮作用。

他還琢磨著，或許還能「反其道而行之」，在能見度高、觀測條件好的地方，擺上望遠鏡觀測陣列，通過拍到的掩星現象，去搜索那些遙遠的、未知的天體。