太阳系中的小天体——小行星的观测发现与命名
01 小行星的观测发现自1801年皮亚齐发现首颗小行星以来，世界各地的天文学家和业余天文爱好者们利用各种天文望远镜观测设备，已经搜索并发现了数以几十乃至百万计的小行星。那么如何在茫茫星海中搜索并发现这些“小家伙”呢？【截至本文发布时，根据国际小行星中心MPC统计，共发现小行星930678颗，其中794832颗拥有轨道数据】行星（planet）的名字来自于希腊语“漫游者”（wanderer），简单来说，小行星（minor planet）之所以被称为小“行”星是因为它们相对遥远的恒星背景会较快的“穿行”于其中，因为它们是离我们很近的太阳系内的天体有着较高的相对运动速度。所以天文观测者在晚间会将天文望远镜指向某一小行星较大概率出现的天区（如黄道附近），然后每隔一小段时间（比如半小时）拍摄一幅图像，连续拍摄3~5幅后就可以人工或使用特定软件对比这些图像，将背景恒星的位置对齐后搜寻有没有相对其移动位置的“可疑目标”。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/1/42/F3/290A8D1607EBE843CF425786B67_DCB7EA09_6D365.gif?e=.gif图1.在恒星背景（看起来不动的亮点）中搜索发现疑似目标如果天气条件出色且运气不错，有可能一晚的观测就可以找到不少的“疑似动目标”，但是它们绝大多数都是已知的运动天体（如已知的行星、小行星、彗星甚至人造天体等），还有一些是由于观测造成的“假象”，例如之前就有外国的天文学家“重新”发现了“金星”的搞笑新闻。所以还需要对初步的搜寻结果进行认真筛选，最终找到的真正可能的“新”的运动目标，并整理观测资料上报给国际小行星中心。小行星候选目标发现之后，需要尽快确定其轨道：小行星轨道由一组参数来表示，通过比较望远镜观测得到的小行星视运动位置与根据那组参数模拟得到的理论位置来确定。（其中理论位置的模拟依赖于太阳系动力学模型，模型中考虑了包括太阳、大行星以及一些较大的小行星的引力等能改变该小行星运动的所有可能效应） 然后，根据更多实际观测的位置来对小行星轨道参数进行改进，观测数据越多，覆盖弧长越长，计算出的轨道参数就越准确，做出的轨道预测也就越准确。山东大学威海天文台（暨威海市天文台）由山东大学、中国科学院国家天文台和威海市联合共建，其主要用于科学研究的一米反射光学望远镜于2007年6月正式落成于山东大学威海校区的玛珈山顶，长期以来是我国内地高校所独立拥有的最大口径光学天文观测设备。天文台建成后即开始小行星观测搜寻相关工作，经过大量的观测与数据积累，在天文台老师和观测人员的共同努力下，终于在2009年2月获得了首颗获得永久编号和命名权的小行星，其后又先后获得永久编号小行星共15颗，临时编号小行星数十颗，并向MPC上报了大量小行星观测数据，为小行星的精确定轨和认证提供了具有重要价值的资料。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/B/64/AA/D9FA73E6C110B02A5F8220D505E_68629206_2A935.jpg?e=.jpghttps://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/2/2F/83/D592ADC0AC20689222DC353B786_F8D6B1C0_2BF99.jpg?e=.jpg图2.山东大学威海天文台（暨威海市天文台）与一米口径反射望远镜02 小行星的命名小行星是少数能够由其主要发现者给予国际公认命名的天体。国际天文学联合会下属的小行星中心（IAU Minor Planet Center，简称MPC）设在美国史密松天体物理台（SAO），专门负责小行星的编号、命名和其它相关工作。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/D/7B/9B/A51A80A3C899DBED29C465D72A7_F4CB5782_204B.jpg?e=.jpg来自世界各地观测台站或个人观测者如发现一个小行星，与进行过多次冲日的已知目标或仅确认过一次冲日的新增目标进行比对，发现具有对应目标并且是未获得编号的小行星便可上报给MPC。MPC收到同一目标两个夜晚以上的观测报告后（两个观测夜的数据可以来自不同的观测者），会给这个新目标一个国际统一格式的临时编号（provisional designation）：一般是在发现年份后加两个英文字母（第一个字母代表月份，每半个月换一个，如A代表1月上半月，B代表1月下半月，不用I和Z；第二个字母代表发现顺序，不用I）和一位或两位数字（之前的第二个字母共25个全部用完后，后面再跟上25被重复使用的次数）。如山东大学威海天文台（暨威海市天文台）发现的第一颗小行星，其临时编号为：2008YM9，表示其为2008年12月下半月发现的第237（9x25+12）颗小行星。获得临时编号的小行星在经过至少4次会合周期（相对地球与太阳的位置变化周期，一般为1年多）的观测，其轨道又能被非常精确的确定时，它将得到一个永久性的国际编号暨永久编号（official sequential number），发布在MPC的通报上。对于发现该小行星作出最大贡献的观测机构或个人观测者获得发现权并有权对它在获得永久编号的十年内进行命名（但要符合MPC制定的命名规则，见后附）【MPC于2010年修改发现权授予规定，不再把发现权授予最早提供两晚观测数据的发现者，而是授予冲日周期中最早上报观测数据的观测者】，最后由国际天文学联合会（IAU）确认并予以公布。截至目前，获得永久编号的小行星已有545135颗，而其中22060颗已被正式命名，仅占已获永久编号小行星总数的约4%。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/A/6C/B1/84CC76C390B747D6909E32F4251_DD65BBDF_1551D.png?e=.png图3.截至2018年所有被观测发现的小行星（红色）、获得永久编号的小行星（绿色）和被命名的小行星（紫色）的数目分布图中国人发现的第一颗小行星其永久编号为1125/3789，是中国科学院紫金山天文台前任台长张钰哲先生于1928年在美国发现的，被命名为“中华”（China）。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/F/EC/2D/E2933D25423EE2257339385052D_A35546FC_7139.jpg?e=.jpghttps://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/5/16/39/F20B1FC1A28B9C557D0A7DD9F3A_041EC0EC_960D.jpg?e=.jpg图4.张钰哲，中国科学院院士，天文学家。1990年10月中华人民共和国邮电部发行了第二组中国现代科学家纪念邮票，其中有一枚为张钰哲头像，以纪念这位对祖国天文事业做出重大贡献的天文学家。目前中国内地具有小行星命名权的单位主要有北京施密特CCD小行星项目（国家天文台兴隆观测站）、紫金山天文台近地小天体巡天项目（中国科学院紫金山天文台盱眙观测站）、山东大学（山东大学威海天文台）等。其中由国家天文台发现的永久编号为29467的小行星于2004年被命名为“山东大学”，而由山东大学威海天文台于2008年发现的第一颗小行星，其永久编号为207931，后被命名为“威海”（Weihai）。https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/7/F6/C6/50881EC6B7F8B7B52636B850566_8DF337A7_C7BD.jpg?e=.jpg图5.位于山东大学兴隆山校区的山东大学星雕塑https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/B/52/CE/8B3BD1DDAD50C5595BC9BC2E686_1993A9F1_15702E.gif图6.威海星轨道示意图
中央电视台对山东大学发现小行星并命名为“威海星”的报道https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/1/44/C6/934EF492EAA555F2D2A01175683_03C164FC_79AD.jpg?e=.jpg图7.威海星轨道图https://iss.wh.sdu.edu.cn/__local/0/4F/37/45873D8E210140DD67662DE1184_E4D1D364_8D05.jpg?e=.jpg图8.山东科协星轨道图由中国内地小行星发现机构命名或与中国有关的小行星名称主要包括：中国省市县地名（如北京星、山东星、威海星等），著名高校名（如北京大学星、山东大学星等），著名科学家（如张衡星、屠呦呦星、陈省身星等），重要事件（如神舟星、2008北京奥运星等），以及著名文化影视名人等。其中的著名科学家包括我国古代伟大的科学家张衡、祖冲之、郭守敬、沈括等，更包括了近现代为祖国作出突出贡献的科学家如吴健雄、杨振宁、李政道、周光召、王选、张钰哲、茅以升、陈景润、袁隆平、南仁东等，当然还有“两弹一星”元勋：周光召、彭桓武、钱学森、王淦昌、钱三强、朱光亚、赵九章、王大珩、孙家栋等，以及近年来的国家最高科技奖获得者：屠呦呦、吴文俊、黄昆等。另外，还有一些国内热心公益慈善、作出贡献的知名企业家曾获得小行星命名，如3960查刘碧如（香港中染国际集团董事）、5539林百欣（香港丽新集团原董事局主席）、4988朱树豪（香港骏豪集团主席）、3812李达三（香港声宝-乐声有限公司董事会主席）、3570伍宜孙（香港永隆银行原董事长）、5198方润华（香港协成行集团董事总经理）、5709方谭远良（方润华夫人），等。这里需要注意的是，本文所说的小行星命名是国际权威机构（国际天文学联合会IAU）认可并且全球公认的，而目前网络上很多所谓的星球名称购买服务完全都是象征性的，当然不会被认可也没有任何价值。小行星命名规则提交的名字应满足：1.不能超过16个字符（包括空格和标点符号）；2.最好只包含一个词语；3.至少在部分语言中，这个名字是有确定发音的；4.不得是带有攻击性的词语；5.不得与已有的小行星或者天然卫星的名字太接近。此外，1.主要因军事或政治活动而闻名的人物或事件的名称，仅在该人物死亡或事件发生100年之后才可被使用；2.不鼓励使用宠物的名字；3.不可使用纯粹或主要为商业盈利性质的名称。固定布局工具条上设置固定宽高背景可以设置被包含可以完美对齐背景图和文字以及制作自己的模板参考资料◾IAU MPC网站◾《天文学新概论（第五版）》，苏宜◾《小行星发现命名的那些事》，孙国佑◾《中国获得永久编号小行星汇总》，杭州市天文学会◾《小行星的命名》，星明天文台◾网络资料等。
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