雖然 James Webb 這種大型望遠(yuǎn)鏡并非為了跟蹤快速移動(dòng)的物體而設(shè)計(jì)，但它仍然可以做到這一點(diǎn)，并且成功突破極限觀測(cè)到了去年 9 月 DART 探測(cè)器與小行星 Dimorphos 的碰撞畫(huà)面。

2022 年 9 月 26 日，經(jīng)過(guò)十個(gè)月的太空旅行，一顆重達(dá) 570 公斤的雙小行星重定向測(cè)試 (DART) 探測(cè)器撞上了 190 米寬的小行星 / 小衛(wèi)星 Dimorphos 以改變其軌道（圍繞著一塊叫做 Didymos 的大巖石）。

該實(shí)驗(yàn)是行星碰撞實(shí)驗(yàn)中的第一個(gè)真正實(shí)施的項(xiàng)目，旨在證明如果某天真的有小行星會(huì)威脅到地球的話人類(lèi)也可以通過(guò)改變其軌道來(lái)拯救自己。當(dāng)時(shí)有無(wú)數(shù)來(lái)自地球和太空的望遠(yuǎn)鏡都觀測(cè)到了這次撞擊及結(jié)果，韋伯當(dāng)然也不能錯(cuò)過(guò)。

美國(guó)宇航局詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡副項(xiàng)目科學(xué)家、馬里蘭州戈達(dá)德太空飛行中心的史蒂芬妮?米拉姆 (Stefanie Milam) 稱(chēng)，科學(xué)家們不得不竭盡全力移動(dòng)望遠(yuǎn)鏡才能夠觀看到這歷史性的太空奇景。

Milam 在博文中寫(xiě)道，Webb 主要是為了觀察宇宙中最遙遠(yuǎn)的物體而建造的，在發(fā)射之前的測(cè)試中它只能跟隨緩慢移動(dòng)的物體進(jìn)行觀測(cè)。

天文學(xué)家預(yù)計(jì)用韋伯追蹤的移動(dòng)速度最快的天體是火星，目前它以每秒約 30 毫弧秒的速度在宇宙中漫步（IT之家科普：一弧秒是 1/60 弧分，即 1/60 度）。這意味著我們?cè)诘厍蛏嫌^測(cè)火星穿過(guò)滿(mǎn)月大約需要 17 個(gè)小時(shí)。

但實(shí)際上，在 DART 撞擊期間，近地小行星 Didymos / Dimorphos 距離地球只有 1100 萬(wàn)公里的距離，甚至還不到火星與地球的平均距離的 24 分之一。因此，它的速度要快得多，至少超過(guò)每秒 100 毫弧秒，但這已經(jīng)是韋伯設(shè)計(jì)速度的三倍還多，這無(wú)疑是一次挑戰(zhàn)。

值得一提的是，韋伯沒(méi)有大家常見(jiàn)的那種鏡頭，它依靠精細(xì)制導(dǎo)傳感器 (FGS) 來(lái)跟蹤特定的運(yùn)動(dòng)物體并進(jìn)行成像。FGS 是一種特殊的相機(jī)，可以鎖定參考星，也稱(chēng)為引導(dǎo)星，旨在保持其焦點(diǎn)始終處于目標(biāo)上。然而，當(dāng)物體對(duì)韋伯來(lái)說(shuō)移動(dòng)太快時(shí)，其引導(dǎo)傳感器必須從一顆引導(dǎo)星跳到另一顆引導(dǎo)星以保持聚焦，這在技術(shù)上要求很高。

實(shí)際上，在此次碰撞之前，韋伯團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在其他幾個(gè)近地小行星上練習(xí)了這類(lèi)高速跟蹤的操作，例如以每秒 90 毫弧秒的速度在天空中移動(dòng)的太空巖石 2010 DF1，它的角速度幾乎和 Dimorphos 一般快。

“如果我們能夠成功追蹤這顆小行星，我們就知道我們可以追蹤 DART 撞擊事件，”Milam 寫(xiě)道，“在 DART 影響 Dimorphos 的日期前兩周，我們已經(jīng)完成了測(cè)試！”

由于充分的準(zhǔn)備工作，韋伯的近紅外相機(jī) (NIRCam) 最終成功地捕捉到了一系列畫(huà)面，自然也包括了 DART 撞擊及其結(jié)果，揭示了這顆小行星如何羽散到周?chē)目臻g中。