在一项由西方大学和洛厄尔天文台领导的国际研究中，科学家们描述了一种开创性的综合方法，用于研究近地小行星，主要基于2022年11月在尼亚加拉地区坠落陨石的火球事件。
2022年11月19日，太空科学家通过比较亚利桑那州望远镜观测到的火球（一颗异常明亮的流星）的视频，确定了小行星2022 WJ1 （WJ1）在进入地球大气层之前的组成和大小。
今天发表在《行星科学杂志》上的这项研究意义重大，不仅因为它揭示了迄今为止太空中最小的小行星WJ1的关键细节，而且还为研究其他撞击地球的太空物体建立了方法。这是首次使用望远镜观测和相机捕捉来研究同一空间物体。
WJ1的大小是由亚利桑那州的4.3米洛厄尔发现望远镜（LDT）确定的。LDT的观测显示，WJ1表面富含二氧化硅，这意味着它具有中高的反照率（反射光）。天文学家利用反射光计算出它的直径，它的直径在40到60厘米（16到27英寸）之间，是有记录以来最小的小行星。
显示2022 WJ1穿过LMI视场的三张图像序列。每一条单独的条纹都是WJ1在一张10秒长的单独图像中移动的距离。（Teddy Kareta/Lowell天文台）
结合两种技术
“这只是撞击前发现的第六颗小行星，”西方物理学和天文学副教授丹尼斯·维达（Denis Vida）说。“我们的新方法是通过太空观测发现一颗小行星，然后用地面上的相机观察它，这使我们能够确认我们的估计与使用完全不同的方法得出的估计非常吻合。”
利用西方的流星摄像机网络，西方太空科学家捕捉到了这颗小行星进入伦敦上空的大气层，最终在圣凯瑟琳附近结束。基于韦斯特火球观测的模型给出了与LDT发现的小行星相同的初始直径和成分估计。火球网络和望远镜方法在确定WJ1到达地球之前的轨道上也非常一致。
从西部大学休谟·克罗宁纪念天文台看到的火球。
洛厄尔天文台的博士后泰迪·卡雷塔说：“这是第二次在小行星撞击地球之前用望远镜对其进行有意义的表征。”“这证明了我们的好运和准备，但这也要归功于关心保护地球免受这些撞击者影响的社区，他们正在学习更好地合作。”
望远镜和火球相机的数据都表明，WJ1属于S-球粒陨石类天体，这是一种富含二氧化硅的石质天体（因此被称为“S”）。它们是太阳系中最古老的天体之一，也是撞击地球的最常见的陨石类型。
卡雷塔说：“这是望远镜和火球相机数据的首次比较，非常令人兴奋，这意味着我们将能够更详细地描述下一颗撞击地球的小行星。”
很可能，并不是所有WJ1的碎片都在地球大气层中燃烧了。虽然最初的陨石搜索和尼亚加拉地区的一些居民已经寻找过陨石碎片，但到目前为止还没有发现。大部分预计的秋季地区都在安大略湖的水下。对于陆地上的秋季区域，没有计划进行任何进一步的官方搜索。
“两年后，任何落在陆地上的陨石都将与景观融为一体，”西方地球科学兼职教授、流星物理小组研究员菲尔·麦考斯兰（Phil McCausland）说。“也就是说，该地区有人在寻找，他们知道该寻找什么。在接下来的几个月或几年里，我们仍然可能幸运地找到一两个来自这个秋天的陨石。”
一条偶然的道路
2022年11月，亚利桑那州图森市的卡塔利娜巡天中心首次发现了WJ1。不久之后，天文学家预测该物体将在三小时内撞击地球。这为科学家们提供了足够的时间用望远镜观察这个物体，而它还在太空中。这也给了天文学家时间来收集小行星的精确位置和运动，以完善其轨道。这些因素加在一起，可以更准确地确定小行星将在哪里进入地球大气层——在美国和加拿大边境的五大湖上空。预测的撞击地点被证明是偶然的，正好落在西部公司在同一地区的流星观测摄像机网络的中间。
小行星撞击的预警提前了几个小时，这使得西方流星物理小组和西方地球与空间探索研究所的几名成员有时间开车并找到晴朗的天气来观察即将到来的物体，这是历史上第一次观测者被警告看到一个自然火球。
西方物理学和天文学教授保罗·维格特（Paul Wiegert）是这项研究的合著者之一，他很早就收到警报，在凌晨3:30左右看到了火球。
“我在西校区的布雷西亚山（Brescia Hill）观看。虽然又冷又刮风，但从山上可以清晰地看到东边，我原以为只能看到远处的闪光。然后火球突然出现，几乎从头顶飞过。在破碎的云层之间很容易看到，明显是橘红色的，”维格特在事件发生后说。
驻扎在亚利桑那州弗拉格斯塔夫附近的LDT。非常适合用望远镜观测。它快速稳定的跟踪能力意味着它可以跟上快速移动的小型近地小行星。Kareta恰好被安排在那天晚上与LDT一起观察，在小行星消失在地球阴影之前，他和他的团队拍摄了大约一个小时的小行星图像。
“在我们失去小行星的时候，当它变得太暗而无法在我们的图像中看到时，我们让望远镜以每秒5度的速度移动，试图跟上它。这是足够快的，大多数其他望远镜将不得不放弃相当早，”Kareta说。“这颗小行星碰巧在晚上飞过亚利桑那州的黑暗天空，然后在西部优秀的摄像网络上燃烧，这是非常幸运的。很难想象有比这更好的环境来做这种研究了。”
