泛星計畫

泛星計畫(Pan-STARRS），全稱為全景巡天望遠鏡和快速反應系統（Panoramic Survey Telescope And Rapid Response System）是一個引導對全天天體進行測量學和光度學的基礎研究的天文計畫。

2017年的10月19日，位於夏威夷毛伊島上哈雷阿卡拉天文台（haleakala observatory）的泛星計畫（Pan-STARRS）望遠鏡打開圓頂，對“奧陌陌”星進行觀測。

計畫介紹

本文遵守CC-BY-SA 3.0和GFDL協定

通過對比同一天區不同的時刻的區別，該計畫期望發現大量新的小行星、彗星、變星及其他天體。其最初的目的是尋找可能與地球產生碰撞的近地天體。該計畫期望能夠建立一個在夏威夷所能看見的（整個天空的四分之三）所有小於目視星等小於24的天體的資料庫。

泛星計畫的首個望遠鏡稱為PS1，位於哈里亞基山（Haleakala，Maui Island）的頂部。該望遠鏡於2008年12月6日在夏威夷大學（University of Hawaii）的管理下開始工作。組成陣列的其他三個望遠鏡會在2012年之前建成。整個望遠鏡陣將花費1億美元。泛星計畫將使用四座口徑一點八公尺、一次可看到七度星空的超廣角望遠鏡（從東邊地平線到西邊地平線是一百八十度，月亮和太陽的視角都約零點五度），每四到七天巡視星空一次，和之前巡視結果比對，就可根據前後影像不同，找出有威脅性的小行星或彗星。

泛星計畫是夏威夷大學天文學院（University of Hawaii Institute for Astronomy）、麻省理工學院林肯實驗室（MIT Lincoln Laboratory）、茂宜高性能計算中心（Maui High-Performance Computing Center，MHPCC）的合作項目。望遠鏡建造計畫由美國空軍出資。PS1建造好之後，泛星計畫將著力於建設PS4。

泛星計畫的全景圖以及標誌

第一台泛星計畫望遠鏡（PS1）由PS1科學聯盟（The PS1 Science Consortium，PS1SC）——由德國Max Planck Society、中國台灣國立中央大學（National Central University）、英國愛丁堡大學（Edinburgh University）、杜倫大學（Durham University）和女王貝爾法斯特大學（Queen's Belfast University）、美國Johns Hopkins和哈佛大學（Harvard Universities）以及Las Cumbres天文台全球望遠鏡網路（Las Cumbres Observatory Global Telescope Network）等機構共籌資金建造並組委員會維持運作。

儀器設備

泛星計畫將使用在夏威夷Mauna Kea或Haleakala的1.8m望遠鏡。最終的PS4系統的四台望遠鏡將對準同一天區：數據將經過對比以移除由於晶片缺陷產生的CCD偽影以及像素壞點和宇宙射線的影響，然後把光線輸入被匯總並等效於單個的3.6m天文望遠鏡。建造四個望遠鏡所需要的資金已經籌備完畢。

GPC的鏡頭

泛星計畫的第一部原型機PS1望遠鏡已經建造完畢，並且在2006年6月是低解析度的相機採集到第一束光線。 該望遠鏡有3°的視角（對這種規模的望遠鏡來說已經是非常之大了）、裝配了歷史上最大的數位相機（每張圖片幾乎有14億像素）。焦平面由60面按照8*8陣列獨立安裝的CCD組成。每個稱作OTA（Orthogonal Transfer Array ）的CCD裝置有分成64塊，每塊600*600像素，共4800*4800像素。這個巨型相機（GPC）在2007年8月22日從仙女星系接收到第一束光。PS1望遠鏡一直受到焦點扭曲的問題困擾，這會使得相機邊緣的圖像變得模糊。該問題是由於調整副鏡形狀以適應溫度和位置變化的執行器的設計引起的。 PS1的設計者Ken Chambers說，該望遠鏡會在2009年10月1日離線修理。

每個圖片需要約2G的空間來存儲，曝光時間30~60秒（足夠捕捉到低於24星等的恆星），需要花費電腦1分鐘的時間來處理。由於照片必須連續拍攝，預計PS4每晚拍攝的數據將達到10T。由於如此巨大量的數據，電腦處理將會記錄下所有天體的位置和亮度，然後把照片自動刪除。經過與已知資料庫中早期觀察的天體的數據對比，觀測者們可以找到他們感興趣的天體：由於任何原因改變亮度或位置的任何物體。

巨大規模的視野、短時間的曝光使得其每晚能夠對6000平方度的天空進行成像。整個天空有4π球面度，即4π × (180/π) ≈41,253.0平方度，其中夏威夷可見的天空有3萬平方度。這意味著40個小時的周期便可以巡天一次（或每晚10小時，持續4天）。 考慮到需要避免月光明亮的時候，整個天空每個月可以巡查4次，這是前所未有的。

科學研究

對全天進行持續、系統的調查，這是前所未有的。該項目預計會發現極多新的天體類型。例如，當前領先的小行星巡天項目Catalina Sky Survey只進行對亮度低至20~20.5星等、且集中在黃道附近天體的搜尋。泛星計畫則可以再降低4個星等，且覆蓋了整個從夏威夷可見的天空。

太陽系

除了在主要小行星帶的預期發現，泛星計畫期望探測至少100,000個木星的特洛伊小行星（2008年末已知2900個）、至少20,000個柯伊伯帶天體（2005年中期已知800個）、數千土星、天王星、海王星的特洛伊小行星（當前已知6個海王星的特洛伊小行星，火星和木星的特洛伊小行星則未知）、大量半人馬座小行星和彗星。

除了大幅度增加已知的太陽系天體之外，泛星計畫還將消除或減輕目前許多研究固有的偏見。

一個有趣的可能是，泛星計畫可能捕捉到飛入太陽系的“星際碎片”或“星際入侵者”。在恆星系統的形成過程中，人們認為由於重力相互作用，大量物體曾從行星里噴出。從其他恆星的行星系統里噴射出的物質很有可能穿越整個星系並來到我們所在的太陽系。

另外一個有趣的可能性是，泛星計畫可能捕捉到小型小行星的碰撞。這是非常罕見的事情，至今人們還沒有觀察到，不過從統計角度來看，這都是可能的。

泛星計畫還可能探測到一些像冥王星大小或者更大的，像厄里斯一樣的柯伊伯帶天體。

太陽系之外

泛星計畫期望發現包括在臨近星係數量巨大的變星。實際上，這可能導致前所未有的矮星系的發現。通過發現大量造父變星和食雙星，該計畫可以幫助高精度地測定臨近星系的距離。泛星計畫期望在其他星系發現大量的Ia型超巨星，它們對暗能量和γ射線暴的光學餘輝的研究有極大幫助。

由於年輕的恆星（例如金牛座T）通常是變星，泛星計畫可以大量發現它們並增長我們的了解。泛星計畫還期望通過母星和引力透鏡發現大量太陽系外行星。

此外，通過測定具有大視差和小自行的恆星，泛星計畫可能發現假想中的Nemesis型天體，如果它們確實存在的話。

發現天體

SN 2008id：Ia超新星，由凱克天文台觀測其紅移確認。

1I/Oumuamua：“奧陌陌”，第一個太陽系外天體 “Oumuamua”

泛星觀看

一顆名為「泛星」（C/2011 L4）的彗星將在三月中旬及四月初在香港上空出現。市民觀看彗星想得到好的效果不妨到大嶼山、大帽山等高地。香港天文學會會長楊光宇：每年最少有8至10顆彗星造訪，但大多數彗星比較暗，市民難以用肉眼看到，今次「泛星」較明亮，市民可用肉眼觀賞，是少見的天文現象。他指出，若市民想把握「尾水」時機觀看「泛星」，建議到本港西面地方，例如大澳、大嶼山、大帽山等，當中大帽山因較高，可避開煙霞阻礙，能見度會較高，將更清晰望到彗星，效果較好。另外，香港太空館指出，下月初日前出時份亦有機會觀測「泛星」，但要向東北方低空觀測，並需輔以雙筒望遠鏡。