为何天上有颗“深圳星”?深圳科技馆馆长跟你聊宇宙探索、讲科学故事

发布者:会剃头的兵 2026-3-24 10:09

开栏语

星河浩瀚,藏着无尽奥秘。今起,本报推出“馆长唠科”专栏,由深圳科学技术馆馆长郑永春先生执笔,以天地为视野,聊宇宙探索,讲科学故事。首期,我们一同走近“深圳星”,看看这颗镌刻着鹏城名字的星星藏着哪些故事。

2025年3月17日,是小行星“深圳星”发现五十周年的纪念日。这颗镌刻着深圳名字的小行星,于1975年由中国科学院紫金山天文台首次确认发现,1991年获国际正式命名,成为当时以中国城市命名的第7颗小行星。它的命名,不仅是党和国家对深圳经济特区发展的关注与厚爱,更是深圳以日新月异的发展成果,对这份殷切期望的有力回应。

▲深圳市天文台2025年2月17日拍摄“深圳星”。

“深圳星”的发现,源于紫金山天文台汪琦研究员的观测,当时采用40厘米口径双筒望远镜开展观测工作。史料显示,这颗小行星其实早在1950年就被歌德林克天文台捕捉到踪迹,但彼时并未得到确认。改革开放后,广州、佛山等开放城市纷纷提出小行星命名申请,经紫金山天文台小行星命名委员会严格审查,再由紫金山天文台向国际小行星命名委员会申报,1991年1月30日,国际小行星命名委员会发布公报,正式将第2425号小行星以深圳命名。同年6月29日,“深圳星”命名大会在深圳科学馆举办,时任中国科学院副院长胡启恒在大会上向深圳市表示祝贺,期许这一中国最早设立、举世知名的经济特区的名字,随同小行星光耀星河,与日月同辉。

“深圳星”知多少,细数“星”特质

作为一颗主带小行星,“深圳星”有着清晰的天体物理参数,其轨道周期5.2年,距离太阳最远是4.92亿公里,最近是4.01亿公里,自转周期14.72小时,直径达18.68千米,这一长度大约是深圳南北方向最窄处的2倍,也相当于深圳科学技术馆到盐田港的直线距离。

▲1991年6月29日,“深圳星”命名大会相关报道。

在数以万计的小行星中,“深圳星”堪称“大个子”,绝大多数小行星的直径小于1千米,而“深圳星”比99.9%的小行星都要大。深圳市天文台也持续对“深圳星”开展专业观测,2025年2月17日,天文台成功拍摄到“深圳星”的影像,观测员还曾使用50厘米口径望远镜对这颗“深圳专属星”进行追踪观测。

小行星家族,探秘太阳系

“深圳星”所属的小行星群体,是太阳系中重要的小天体,除小行星外,太阳系的小天体还包括彗星、流星体和行星际物质,这类天体的分类依据物理性质、轨道特征等科学标准,而非物理性质。小行星的发现,源于1772年提丢斯发现的行星与太阳距离的规律,人们据此寻找距太阳2.8个天文单位的未知天体。

▲“深圳星”命名纪念章。

1801年1月1日,意大利天文学家朱赛普·皮亚齐在金牛座方向发现谷神星,这是人类发现的第一个小天体,后经高斯计算轨道、其他天文学家观测证实,1847年,这类小天体被统一归类为小行星,2006年,谷神星又根据新的太阳系天体定义被归类为矮行星。天文学家研究认为,小行星是太阳系行星形成后的残余物质,因未被更大质量天体吸附、吞噬而散落太空,其质量小无法改变自身形态和物理特征,因此保存着太阳系早期历史的原始信息,是研究太阳系形成与演化的“活化石”。

“星”途广分布,特征各不同

小行星分布区域广泛,主带小行星是最主要的群体,分布在火星与木星轨道之间的小行星带,公转方向大多与行星相同,距太阳一般为2.1-3.3个天文单位。小行星带部分区域因受木星共振扰动,小行星数量极少,被称为柯克伍德空隙,希尔达群等小行星则因共振被锁定,“深圳星”正是主带小行星的一员。

此外,运行轨道接近地球轨道的近地小行星,部分存在撞击地球的风险,这类小行星直径均小于30千米,按轨道可细分为阿登型、阿波罗型、阿莫尔型等。木星拉格朗日4点和5点分布着特洛伊型小行星,土星和天王星之间有半人马座小行星群,海王星轨道之外的柯伊伯带和更遥远的奥尔特星云,也分布着大量小行星,其中奥尔特星云还是长周期彗星和哈雷族彗星的诞生地。

从整体特征来看,小行星的体积和质量远小于行星,主带小行星总质量约为地球质量的万分之四,海王星轨道之外的小天体总质量约为地球质量的百分之二,目前仅有谷神星的直径超过900千米,其直径约1000千米,相当于月球直径的1/4。小行星的形状极不规则,表面粗糙且分布着撞击坑,几乎都有自转,自转周期为2-16小时,自转轴方向各不相同。科学家还根据光学特征对小行星进行分类,以此判断其化学组成,其中C型小行星最为常见,成分与碳质球粒陨石相似,S型小行星则由硅酸盐和镍铁合金组成。

观星有方法,命名有规则

天文学家观测小行星,讲究专业方法与最佳时机。小行星因相对遥远的恒星背景快速“穿行”,被称作小“行星”,其名称中的“行星”二字,源自希腊语“漫游者”。观测时,天文学家会将望远镜指向黄道附近等高发天区,每隔半小时左右拍摄一幅图像,连续拍摄3-5幅后,通过对齐背景恒星位置,利用人工或专用软件搜寻位置发生移动的“可疑目标”。

冲日是观测小行星的黄金窗口。所谓冲日,指地球上观测到的天体与太阳在天空中的位置相差180度。此时,天体冲着地球的一侧被太阳充分照亮,且太阳落山时天体从东方升起,可实现整夜连续观测,许多小行星正是在此期间被发现的。

小行星的命名权归发现者所有,但必须遵循国际天文学联合会小天体命名工作组制定的严格规则:命名不能超过16个字符,必须使用现代拉丁文,不能与星座名称相同,且发现者提交的命名不应包含自身姓氏。部分特殊小行星还有专属命名要求,目前的命名类别已涵盖人物、城市、大学、知名景点等多个领域,丰富多彩。

追寻中国人留下的星迹

中国与小行星的渊源深厚,留下了诸多镌刻着中国印记的星辰。139号瑞华星是第一颗在中国土地上发现的小行星。1874年10月10日,美籍加拿大天文学家詹姆斯·沃森来华观测金星凌日,在双鱼座附近发现这颗11等的未知天体,管理钦天监的恭亲王应邀为其命名为“瑞华星”,意为“中华吉祥之星”。据悉,这颗小行星直径150公里,规模与梅州市相仿。沃森还将自己1895年发现的小行星命名为“女娲星”。

第一颗由中国人发现的小行星,出自我国现代天文学重要奠基人张钰哲之手。1928年,张钰哲在叶凯士天文台发现一颗小行星,临时编号1928UF,永久编号1125,命名为“中华星”。遗憾的是,后因未精确测得轨道,这颗小行星曾一度“丢失”。1957年,紫金山天文台发现的1957N1小行星接替了这颗丢失的小行星,沿用1125的永久编号和“中华星”命名,其直径26公里,跨度大约是深圳宝安区东西向的距离。1986年,欧洲南方天文台发现的1986QK1小行星,被确认就是当年“丢失”的1928UF,1988年,这颗小行星获永久编号3789,被命名为“中国星”,直径14公里,体量与深圳光明区相仿。

铭记张钰哲的拓荒之功

为纪念张钰哲在天文学领域的杰出贡献,1978年,哈佛大学天文台将1976年10月23日发现的2051号小行星命名为“张星”;国际天文学联合会还在2010年,将月球背面的一座环形山以他的名字命名。

这位中国科学院学部委员,曾任紫金山天文台台长、中国天文学会理事长。他开创并发展了我国小行星和彗星的探索发现与轨道研究、天体力学和人造卫星轨道研究等多个前沿领域,为我国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射作出重要贡献。他曾主持绘制六十年代中国天文学发展蓝图,推动了中国天文学国际交流与合作,更是我国天文学教育和科普事业的引路人。

在与广东、深圳相关的小行星中,除“深圳星”外,锦绣中华星以深圳知名旅游景点命名,直径17公里,与“深圳星”大小相仿,广州、佛山等广东开放城市,也均有以自身城市命名的小行星。

中国探星脚步从未停歇

中国的小行星探测与防御工作,在不断探索中取得历史性突破。2012年12月13日,嫦娥二号卫星在完成探月任务后,近距离飞越近地小行星“战神”(图塔蒂斯),首次实现我国对小行星的飞越探测,嫦娥二号也因此成为我国第一个行星际探测器。

2013年,国际小行星预警网(IAWN)成立,全球20多个国家、60余家天文台参与其中,主要开展小行星的搜寻与观测、轨道计算、数据分析等工作。中国的参与机构阵容强大,包括代表国家航天局的中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站吉林观测基地、紫金山天文台盱眙观测站,以及民间天文机构星明天文台。其中,盱眙观测站是我国唯一的天体力学实测基地,装备了国内口径最大的施密特望远镜;紫金山天文台还先后报告了7个对地球构成潜在威胁的小行星,彰显了大国担当。

2025年,中国的小行星探测迎来全新征程。2月20日,天问二号探测器已运抵西昌卫星发射中心,计划于当年上半年发射。此次任务极具挑战性,将通过一次发射,实施小行星2016 HO3伴飞、取样、返回和主带彗星311P伴飞探测等多项任务。其中,小行星2016HO3被称作“地球准卫星”,保留着太阳系诞生之初的原始信息;主带彗星311P则为太阳系小天体研究填补空白。值得一提的是,紫金山天文台已精准揭示了小行星2016HO3的轨道特性,为任务成功奠定了坚实基础。

人类深空探测的足迹

人类对小行星的探索,早已从远距离观测,发展为探测器掠过、登陆、采样返回的全方位探索。1991年,伽利略木星探测器在1600公里远处飞掠加斯普拉小行星,实现人类对小行星首次近距离探测;2000年2月14日,NEAR-舒梅克号探测器进入爱神星环绕轨道,约一年后坠落,完成人类首次小行星登陆探测。

日本隼鸟号探测器则成为首个从小行星带回样品的探测器,其探测目标为近地小行星丝川,返回的样品显示,丝川仅经历轻微加热,保持了相当程度的原始状态,为太阳系演化研究提供了新证据。美国的小行星探测也取得诸多突破,NASA的奥西里斯王号探测器2023年9月从小行星贝努采样并返回地球,2025年更是确认贝努上存在14种必需氨基酸及组成DNA和RNA的全部五种碱基,为生命起源研究提供了重要线索。

小行星防御成重要课题

小行星撞击地球的潜在威胁,让行星防御成为人类的共同课题。6600万年前,一颗小行星撞击地球,形成墨西哥希克苏鲁伯陨石坑,引发白垩纪-古近纪灭绝事件,让所有非鸟恐龙消失殆尽;1908年6月30日,一颗直径60米的石质小行星在俄罗斯通古斯上空爆炸,威力相当于两千万吨TNT炸药,摧毁2150平方千米的森林,2016年,这一天被定为国际小行星日。2013年,一颗直径约18米的小行星在俄罗斯车里雅宾斯克市上空爆炸,造成1000多人受伤、多所建筑物受损。

按照国际标准,轨道与地球轨道最近距离小于0.05个天文单位且直径大于140米的近地小行星,被称为潜在威胁小行星,相关名单由国际机构实时更新。为测试行星防御技术,NASA开展了DART任务,2022年9月成功撞击孪小星并改变其轨道周期,深圳市天文台也观测到此次任务中的孪小星图像,为行星防御研究提供了珍贵观测数据。

不断探索开发新可能

人类对小行星的探索从未止步,未来的深空探测与开发,更充满无限可能。NASA的露西号是首个探测木星特洛伊小行星的太空任务,在为期12年的任务中,它将飞掠多颗小行星,还将3次飞掠地球借助引力加速,成为首个从小行星带以外的外太阳系回到地球的航天器,2025年4月20日,露西号飞掠Donaldjohanson小行星。

2023年10月,NASA发射灵神星探测任务,计划2029年抵达这颗主带小行星,灵神星被认为存在大量潜在资源,此次探测将为小行星开发奠定基础。现代小行星采矿概念,也早已超越单纯采集贵金属的范畴,新技术让人类能在太空中直接加工原材料,据世界经济论坛规划,21世纪20年代末人类将开展小行星初步勘探任务,30年代启动试点开采作业,小行星开发有望为人类获取数万亿美元的资源。

深圳科研力量仰望星空

作为“深圳星”的命名地,深圳也在天文学研究领域稳步前行,扎根特区,仰望星空,如今已拥有多家专业的天文学研究机构,形成了多主体参与、多学科交叉的研究格局。深圳大学设立深空深地学科交叉研究中心,哈尔滨工业大学(深圳)建有空天科技学院,南方科技大学设立地球与空间科学系,鹏城实验室打造星云数据服务平台,深圳技术大学建有工程物理学院,深圳市天文台则作为专业天文观测与研究阵地,持续开展各类天文观测工作。

这些机构各有侧重、协同发展,让深圳在拥有一颗“宇宙专属星”的同时,更具备了扎实的科研力量,让特区的星光,既闪耀在星河之中,也照亮本土天文学研究的未来。

光明新闻全媒体记者 林彦君 通讯员 霍志欣 整理

编辑 胡洁贞

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