LISA 也许无需前往就能“称量”近地小行星

一项引力波任务带来的行星科学附加价值

激光干涉空间天线 LISA 正在建造中，目的是探测宇宙中一些最剧烈事件产生的引力波。但一篇新论文提出，这项任务也可能充当“小行星天平”，利用其极高的灵敏度，在不改变任何硬件的情况下测量附近近地小行星的质量。

这个想法在概念上很简单，但在技术上却不寻常。LISA 将由三艘航天器组成，呈三角形编队飞行，每艘航天器内都配备能够探测自由落体测试质量位置极其微小变化的仪器。这些测量本来是为了捕捉遥远天体物理事件在时空中激起的涟漪。不过，同样的灵敏度也可能记录到掠过小行星的微弱引力牵引。

为什么小行星质量难以测量

质量是小行星最重要的特征之一，但也是最难精确确定的特征之一。它会影响撞击风险、资源潜力和轨道行为。然而，对于大多数近地小行星，科学家并不会直接测量质量。相反，他们通常结合光学观测和基于光谱特征假定的密度来进行估算。

来源指出，对于少于 35% 的近地小行星，质量估算的不确定性可以低至 10%。最可靠的测量往往来自双小行星，因为轨道动力学能提供额外信息；或者来自少数小行星与另一天体发生可测引力相互作用的情况。逐个派遣航天器前往每个天体会更准确，但对于文中提到的 41,000 多颗已知近地小行星来说并不现实。

LISA 可能如何发挥作用

如果一颗小行星足够靠近 LISA 的某艘航天器，具体来说，进入所谓的最小轨道交会距离范围内，它的引力就会轻轻拉动航天器内的自由落体测试质量。LISA 的仪器精度足以探测到皮米级别的变化，而新论文认为，这些扰动可以与任务中的其他信号区分开来。

因此，任务设计者最初视为噪声的东西，可能会变成数据。研究人员建议，与其把普通牛顿引力拉扯当作寻找引力波时的干扰，不如将其建模并用于行星科学。

来源中提到的论文作者是伯尔尼大学的 Sara Marques 和 ESA 的 Oliver Jennrich。二人的研究模拟了小行星诱发信号的样子，并认为这种效应是可识别的，而不会淹没在背景测量的复杂性之中。

低成本的科学增益

这一提议之所以引人注目，部分原因在于它不需要增加新仪器。LISA 目前已经计划于 2035 年 7 月发射，作为旗舰级引力波天文台。如果能够从同样的测量中提取小行星质量估算，其收益将来自分析，而不是额外的航天器硬件。

这很有吸引力，因为与小行星对行星防御和未来资源讨论的重要性相比，我们对其特征的掌握仍然数据不足。即使只是让更多天体拥有更精确的质量约束，也能改善风险建模和科学理解。

• LISA 的设计目标是探测引力波，而不是小行星。
• 不过，它的仪器也可能探测到附近近地小行星极其微弱的引力牵引。
• 这种方法或许无需改变任务硬件，就能改进小行星质量估算。

这一概念仍处于前瞻阶段，而任务距离发射还有数年。但它反映出空间科学中的一个更广泛趋势：为某个前沿问题打造的超高灵敏仪器，有时也能在相邻领域打开答案。就这次而言，一项瞄准黑洞和其他宇宙事件的任务，也可能帮助解决行星科学中的一个更近距离的问题。

如果这种方法按设想奏效，LISA 不仅会聆听深空，也会帮助称量我们天体邻域中一些小天体的重量。

本文基于 Universe Today 的报道。阅读原文。