主题：[科普]漫谈小行星（根据n久以前出版的《小行星趣谈》改写） -- 多嘴的江南

6、照相术逮“害虫”

前文说到，越来越多小行星的发现让天文学家们越来越头痛，这使得小行星几乎变成了人人喊打的“害虫”，而这种混乱的局面直到19世纪的最后十年才有了改变。救星就是照相术。

事实上，照相术很早以前就被运用到天文观测上了。1857年，美国人就已经第一次成功的拍出了恒星的照片，开始了恒星照相术的时代；也是在1857年，英国人首次拍到细节清晰的月球照片；1887年，由法国巴黎天文台亨利兄弟负责，国际协作的照相天图星表的编制工作也开始了。但是，一直没有人想到把照相术运用到小行星观测上。

1891年12月20日，德国海德堡天文台的马克斯·沃尔夫(M.F.Wolf)（注意，这个沃尔夫并不是我们在第一部分提到过的那个哲学家），把刚刚发明不久的天文照相术运用到了小行星的探索中。他卸掉了望远镜上的目镜，换上了底片盒，在打开底片盒上的盖板后，一边让底片长时间曝光，一边让望远镜跟随着恒星旋转。这样经过一两个小时后，由于恒星在望远镜的视场中并没有相对的移动，所以在底片上仍然是一个个的光点，而如果视场中有小行星的话，则会在底片上留下一个短痕，因为小行星的速度和运动方向与恒星的视运动是不一样的。沃尔夫拍出的底片可以参看下图：

沃尔夫的新方法果然好用，他在第一个晚上就发现了323号Brucia布鲁西亚。

这下子好了，沃尔夫的照相法观测终于解脱了天文学家们的“苦难”，从此他们再也不必长时间深更半夜的趴在望远镜上，还要忍受夏日蚊虫的叮咬和冬天刺骨的严寒，只要把底片放好，完全可以去舒服的休息，底片会给他们做可靠的纪录。更妙的是，每次观测的资料都可以用底片妥善的保存起来，这样就可以使计算天体的轨道有可靠的数据，随时可以从容的测定天体的准确坐标。有了准确的轨道，丢失小行星的事件就开始大大减少了，“害虫”的恶名也渐渐在人们的印象之中消失了。

照相术的优点不用多说，它大大提高了寻找小行星的效率。肉眼直接观测需要不断把星图、星表和望远镜内的星空进行比较，这不仅要求观测者对星空了如指掌，还要有足够的观测经验，否则很快就会被弄得眼花缭乱。而照相的方法就根本不需要在观测的同时进行这些比较，这些工作完全可以在底片成品后进行，而且底片上的光点和短划极易分辨，有的时候碰巧，一张底片上可能同时出现好几条短划，也就是说，在一张底片上可能同时会找到几颗小行星。事半功倍，这就是照相术带来的好处！

于是，帕里沙的纪录很快就被刷新了。帕里沙辛苦了五十多年，耗尽了毕生的精力，一共发现125颗小行星，平均5个月左右找到一个。但是，沃尔夫在发明了把照相术用于小行星观测的方法后，他的底片上就曾留下582颗小行星的踪迹，其中有正式编号和名字的有230个，和帕里沙多一倍。然而沃尔夫的发现还不算多，他的一个继承者（可惜不知道这个人的名字）更厉害，曾经拍到过982颗小行星！

沃尔夫的方法当然是寻找小行星历史上的一场革命，但他的方法还并不完美，因为望远镜随着恒星作视周运动（简单来说，就是我们所看到的恒星天黑时从东而升、天亮时由西而没的视运动），这样使得照相术另一个突出的优点——光的累积性，未能在观测小行星时得到发挥。光的累积性有什么好处呢？就是照相底片可以把接收的光累加起来，比如如果使用美国的5米望远镜，肉眼能看到的最暗的星是21等，而用照相长时间曝光的方法可以拍到23等星（要知道，星等大一等，行星的视亮度大约要暗上2.5倍）！由于小行星相对恒星有运动，因此沃尔夫的方法对于比较暗的小行星就显得无能为力了。

为了能找到更暗弱的小行星，20世纪初，前一节我们提到过的那个美国牧师梅特卡夫(J.H.Metcalf)对沃尔夫的方法进行了一次重大的变革。他把望远镜对准要搜索的天区后，设法让望远镜以小行星的运动速度旋转，这样经过长时间曝光后的底片上恒星就变成一条条短划（曝光时间越长短划也越长），小行星反而会呈现为一个个的圆点（参看下面的图）。虽然这种方法在操作上比较麻烦，也要求观测者必须有丰富的经验，但是却可以发现用沃尔夫方法找不到的更暗的小行星。

作为一个业余的天文学家，梅特卡夫只有一架12寸的望远镜，但用他发明的方法，居然就可以拍到13.5等的小行星。梅特卡夫就是使用这么简陋的工具，居然也为小行星家族增添了41个新成员。

梅特卡夫和沃尔夫分别在1925年和1932年去世，但是他们发明的这两个方法却一直沿用至今……

（第二部分完，第三部分“起名字的艺术”即将登场……）

如果这个小行星还没被发现，怎么知道小行星的运动速度并且让望远镜以小行星德速度运动呢？

其实用不着知道未发现的小行星的精确视运动速度，但是我们首先知道所有的恒星的视运动速度是一样的，而小行星或者大行星和彗星的真实运动速度虽然有所不同，但是他们的视运动速度其实是差不多的，所以望远镜的旋转速度只要设置成一个平均值就可以了（这个平均值可以是已知的部分小行星的平均视运动速度），那么在底片上呈现出来的情况就是所有的恒星的短划长度都是一样长的，而小行星或者彗星基本上都是点（即使是短划也是极其短的），这样再根据星图、星表对比下来，就可以知道底片上的这些点到底是小行星还是彗星、是已知的还是未知的了

是不是某些小行星的短划长度也可能比恒星的长？只不过曝光时间不够，所以看不见。

在前面说到皮亚齐发现谷神星的故事中曾经提到行星视运动的特征：

皮亚齐决定追踪观测这个天体。开始的几个晚上，它不断的向西而行，但到1月12日晚上，它又不动了，又过了几天，它竟然杀起了“回马枪”，越来越快的向东移动。这显然是行星视运动的典型特征（在天空中从“逆行”到“留”再到“顺行”）。

如果望远镜的旋转速度设定的为小行星视运动顺行的速度，而底片上正好有逆行的小行星，那么逆行的小行星留下的短划就会比恒星的长一些，只要小行星的亮度够亮，也是会拍到的

小行星带位置

谷神星、灶神星、爱神星

小行星也有卫星？！

艾达与她的卫星图片两张

• 四、小行星的大千世界（4、小行星也有“卫星”？)

ΑΒΓΔΕΖΗΘΙΚΛΜΝΞΟΠΡΣΤΥΦΧχΨΩ

αβγδεζηθικλμνξοπρστυφχψω

三、起名字的艺术

1、先来算算到底有多少小行星

2、上“家谱”的权利

3、诸神的乐园

4、起名字闹出的纠纷

5、地名、科学家及其它

6、被出卖的小行星

7、从九华、女娲到中国人的贡献

1、先来算算到底有多少小行星

众所周知，我们所在的太阳系最主要的天体就是太阳和九大行星（姑且算上冥王星吧），其次就是围绕着大行星们运动的卫星、形状怪异的各种彗星，当然还有我们文中的主角小行星们。

一般来说大行星的轨道是很规律的，可他们的小兄弟小行星可就不那么循规蹈矩了，它们并没有被限制在火星和木星的轨道中间，有一些最调皮的甚至跑到水星的轨道里面或者跑到天王星的身边，这样斜刺里穿过大行星的轨道，全然不知道这样乱闯会有被大家伙们撞得粉身碎骨的危险。

小行星的行踪虽然给太阳系这个大家庭增添了不少生气，但是却给天文学家们带来了不少烦恼。正像一个户籍警察，最头痛的事情就是统计那些流动人口的情况一样，想要确切的统计出来流动人口的数目几乎是不可能的。摆在天文学家面前也是这样的问题：到底有多少颗小行星呢？用什么方法才能统计出来呢？

让我们先做一个类比，太阳系里的小行星其实就像湖里的鱼一样难以计数，比如你能把太湖这么大的一座湖里的鱼数清么？

要想真的把湖里的鱼数的一条不差，只有一个方法，就是把湖里所有的鱼都捞上数一数。这种方法对一个小鱼池里可能还有用，可对大一些的湖泊就行不通了。事实上，对于任何一个湖泊，无论是养鱼、捕鱼的需要还是为了满足我们的好奇心，我们都只需要知道一个大概的数字就行，究竟是50000条鱼还是50001条或者49999条并没有什么本质的区别。

我们可以用抽样统计的方法来统计湖里鱼的数目。一个最简单的方法是在湖里找几块有代表性水域，用网把那里的鱼全部捞上来，然后数出数目，把得到的数再乘上若干倍（整个湖的水域与捕鱼的水域大小之比），就可以估计出鱼的总数。还有更巧妙的方法，就是随便在湖里的一个地方撒下一网，数一数网中之鱼的数目，比如是2000条，把这2000条一一做上记号后再放回湖里，然后等待一段时间，等它们在湖里游均匀了，再重撒一网，比如这次捞上来的有1500条，看看其中有多少条鱼是做过记号的。在上面的这个例子中，假设第二网中有15条鱼是做过记号的，那么我们就知道，湖里的鱼每1500条当中有15条，也就是一百分之一是做过记号的，那么，湖里鱼总数的一百分之一就是2000条，所以，湖里鱼的总数就是大约20万条。

注意，第二种方法统计出来的鱼总数其实是我们所用的网能捞上来的总数，如果我们用的鱼网网眼更小，那么鱼的总数会更多。

天文学家计算小行星的总数时，用的正是以上两种方法。比如美国人曾经用过类似第一种方法做过统计，用口径2.5米的望远镜拍摄星空照片，在17张底片上找到了37颗亮于19等的小行星，于是根据底片的视场大小估计出冲日亮于19等的小行星约有44000颗。

我们也可以用第二种方法来统计小行星数目。比如，假设已经编号的小行星有3000颗，我们就把它们当作做过记号后放出去的鱼，用一架望远镜拍摄若干天文底片，数一数这些底片拍下了多少颗小行星，然后经过测量计算出其中有多少是已经编号的，二者之比乘上3000，就是这架望远镜所能观测到的小行星总数。

前面算出来冲日星等为19等的小行星数目约有四万多颗，如果我们算到21.2等，那么小行星的总数就可以达到50多万颗。事实上，到目前为止已经获得编号的小行星早就已经超过了10万了，要知道，小行星要获得编号可并不容易，只有完全确定了轨道的小行星才能获得一个正式的号码，关于这些，我们下一节将会详细讲到……

直径多100公里，但质量不好说，所以还不能肯定，有意思的是发现它的cal tech的老头子会把行星命名为xena，不过据说学名上肯定不会通过

2、上“家谱”的权利

每一个人总要有姓氏有名字，这是人们相互之间识别交往的标志，在中国更是上户口的条件之一。古时就算大部分女子没有名字，至少还有个姓氏。即使监狱里的犯人，也要用号码作标识。与人类的婴儿一出生就要取名然后申报户口一样，小行星也有这个手续。现在每年新发现的小行星是很多的，但它们只有在专门的机构中“登记注册”后，才算正式取得太阳系的“身份证”。这个专为小行星登记注册的专门机构，就是国际天文协会的小行星中心，另外，苏联解体之前，国际天文协会还委托苏联理论天文研究所每年出版一本《小行星星历表》（现在是否仍由俄罗斯人出版我就不太清楚了）。

《小行星星历表》的第一部分，是所有已知小行星的编号、名字和它们的轨道根数。其中，小行星的编号是按发现的先后顺序排列的（更确切地说是按小行星命名的顺序排列），名字则是由发现者或其他人起的。轨道根数则是其中最重要的标识，只有知道了小行星的轨道根数，人们才能随时可以在天空中找到小行星的踪迹。

最初的时候，小行星一经发现，就有权获得一个名字。但是这种过宽的“政策”有一个很大的弊病，就是只鼓励发现，没有考虑到后面更麻烦的跟踪观测和轨道计算，这样小行星的“失踪案”就随之而来，并且越来越多（我们在上一部分已经介绍过“失踪案”的例子），弄得后来的天文学家不知要花多少倍的时间和精力去“寻找”这些“失踪者”。直到现在，星表上还有很多被标以字母L（Lost）的小行星，事实上，还有很多丢失的小行星是因为被后来者“冒名顶替”了，才没有被标上L（对中国来说最重要的小行星1125号“中华”就是这样的，我们先按下不表）。

因为这种教训，国际天文协会后来规定的小行星命名条件也越来越苛刻了。现在的规定时，要为新发现的小行星命名，必须要标出它的轨道，并再观测到以后的两次回归（即“冲日”，所谓冲日，是指当时地球的位置正好处于太阳和小行星之间，这时小行星处于与地球最近的位置，也就是相当于我们看到月球的满月）。这样，常常需要几年甚至十几年的时间，所以，我们就不难理解，每年新发现的小行星数量要比新获得编号的多得多了。

新观测到的小行星在获得正式编号和命名之前，通常会先给予一个“临时户口”，其方法类似于彗星。这个临时户口由观测到的年份与两个英文字母组成，第一个字母表示当年最初观测到该小行星是在哪个半月（从A排到Y，去掉I，一共24个字母），第二个字母表示它是这半个月中观测到的第几颗小行星。比如1943EA代表1943年3月上半月观测到的第一颗小行星，1975RB即是在175年9月上半月发现的第二颗小行星。这样的编号既便于查找又不至于混淆，也不想顺序编号那样会因丢失而造成空号。当然，观测者也可以自己给小行星起一个非正式的名字，比如P.O.331，就是紫金山天文台（P.O.是紫金山天文台的英文缩写）给自己观测到的第331颗小行星起的“小名”。

小行星临时编号

月 上半 下半

1 A B

2 C D

3 E F

4 G H

5 J K

6 L M

7 N O

8 P Q

9 R S

10 T U

11 V W

12 X Y

当我们在另外两次回归时观测到同一颗小行星时，就可以写出一个等式。比如经过20年的努力，我们对于P.O.316就写出了：1955DA=1965YN=1975SD，这时国际天文学会就会给它一个正式的编号2197，并授权发现者紫金山天文台给它命名，这就是现在的小行星“上海”。于是，“上海”才算真正在太阳系这个大家庭里拿到了户口，再也不用“暂住”了。