发布日期:2024-01-26 00:04 点击次数:198
翰墨:行星不发光
校稿:辜汉膺 / 剪辑:蛾
航天之父康斯坦丁·都奥尔科夫斯基说过:“地球是东说念主类的摇篮,但东说念主类不成能遥远被拘谨在摇篮里。”
东说念主类在地球上还是生计了600万年,咱们的摇篮也少许点扩大,从一个聚落、一派大陆到所有星球。但和遍及的星辰大海比拟,又如斯的狭窄。
从远在拉格朗日点的詹姆斯·韦伯千里镜,到藏在贵州深山里的中国天眼。为了准确、全面地不雅测天地,东说念主类一直在继续改良千里镜。
本文将简要盘货一下当今仍在运行的天地不雅测神器。
哈勃天文千里镜
(Hubble Space Telescope,HST)
哈勃天文千里镜于1990年4月24日辐照腾飞,并运行于今。其轨说念位置为低地球轨说念,当今位于地表上方535公里处。
哈勃锁定筹议相称准,特别于能把激光准确照耀在320公里外的硬币上。哈勃可全天区范围不雅测,可不雅测波段为可见光波段和紫外波段。
以“星系天体裁之父”埃德温·哈勃为名
哈勃主要的科学发现和科研产出有:
1.测量了天地中不同天体的距离,关于建筑天地距离圭表相称迫切;
2.不雅测到了天地的扩展速率正在加快,为询查暗能量的存在和性质提供了字据;
3.不雅测到了旷古星系的造成和演化经由,为询查天地早期提供了谨慎数据;
4.通过不雅测星系和星团的引力透镜效应,发现了暗物资的存在;
5.不雅测到好多星系中心存在超大质地黑洞;
6.不雅测了天地配景辐射;
7.发现了柯伊伯带中的天体和不雅测了外太阳系行星和其卫星;
8.不雅测到好多系生手星,发现了一些类地行星。
9.通过不雅测星云和年青恒星,长远了解了恒星的造成经由。
迄今为止,哈勃千里镜还是进行了逾越150万次不雅测,总归档数据逾越340TB,天体裁家使用哈勃数据发表了19000多篇科学论文。
多年来,哈勃千里镜拍摄的佳作不少
比如,这张2014年版“创生之柱”▼
再比如,Westerlund 2,娟秀如人烟▼
詹姆斯·韦伯空间千里镜
(James Webb Space Telescope, JWST)
韦伯空间千里镜原策画于2007年辐照,但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲天外总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的合营技俩。
韦伯空间千里镜,长这么(底图:wiki)▼
其轨说念位置为日地系统的拉格朗日L2点,距离地球至少150万公里,L2点不错保捏背向太阳和地球的主张,易于校准和保护,况兼在隔离太阳的一侧,是以故意于红外不雅测。
韦伯的特长在红外不雅测,它约略看到更多,更老的恒星和星系。但L2轨说念是不结识的,需要能源防守千里镜姿态和位置,当今韦伯佩戴的推动剂填塞使用10年,是以它的任务筹议期间即是10年。
测试中的韦伯主镜,科幻感爆棚(图:wiki)▼
韦伯的主要科学筹议是:
1.主要的任务是不雅测今天可见与天地的初期景况;
2.寻找天地大爆炸后造成的第一批恒星和星系的光;
3.询查星系的造成和演化;
4.询查恒星造成,行星系统的演化经由和生命的发祥。
韦伯空间千里镜的发现包括但不限于初度径直拍摄系生手星、发现存史以来最远处的星系、详备不雅测了系生手星的大气层和星系碰撞时的恒星造成等,其中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体,引起了东说念主们的极大热心。
韦伯千里镜拍摄的船底座星云部分图像
(横屏,图:NASA's JWST)▼
神秘顾客_赛优市场调研韦伯千里镜2022年拍摄的南环星云
犹如一块嵌在玄色丝绒上的蓝对持
(图:NASA's JWST)▼
盖亚任务
(Gaia)
盖亚任务是欧洲天外总署的天外千里镜,勤苦于于绘图一张精准的星河系三维星图。该任务于2013年12月19日辐照腾飞,运行于今,正在不雅测星河系表里近20亿个星体。其轨说念位于日地系统的拉格朗日L2点。
Gaia任务包含两个千里镜,它们以固定的广角进行不雅测,对不雅测范围内的每个天体平均不雅测70次,时长捏续5年。不雅测波段为可见光。
职责中的盖亚,念念象图(图:wiki)▼
Gaia的主要科学产出有:
1.测量咱们太阳系的加快度;
2.改良近地小行星的轨说念;
3.改良恒星掩星暗影轨说念预测;
4.发现了更多的珍重恒星、超高速恒星、新小行星和系生手星,揭示了天外中的气态结构;
5.揭示星河系在早期(大致在100亿年前)可能与另一个大星系并合后造成;
6.推测星河系“厚盘”部分在130亿年前运转造成,距离大爆炸仅8亿年;
7.白矮星跟着里面的冷却,会变成固体球体。
在Gaia不雅测到的天体中,逾越99.9%的天体从未被精准测量过距离。瞻望盖亚任务末端时,归档数据将逾越1PB。
使用盖亚第三阶段而已绘图的四张图
(图:ESA / Gaia / DPAC)▼
“悟空”暗物资粒子探伤卫星
(Dark Matter Particle Explorer, DAMPE)
暗物资粒子探伤卫星是我国第一个空间天文探伤器,定名为“悟空”。由中科院紫金山天文台主导,于2015年12月17日辐照。
悟空号的轨说念类型为太阳同步轨说念,轨说念高度约为500公里。原策画运行寿命为3年,但自从2015年辐照后,于今仍在荷戈,况兼职责景况精良。悟空号揣度搭载了四种不同的有用载荷,结构如下图。
悟空号卫星的科学载荷结构暗示图
(底图:紫金山天文台)▼
其主要科学筹议是暗物资波折探伤,次要筹议是寻找天地射线的发温暖伽马射线天体物理询查,主要科学产出有:
1.2017年,初度在1.5TeV处不雅测到了光显超出的峰值;
2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的天地线质子精准能谱测量效果,发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精准测量效果;
3.“悟空”号卫星530天的运行揣度记载到28亿个天地线粒子, 科学家从中筛选出了约150万个高能量的电子, 测量出了这些电子的能谱散播。揭示出电子能谱存在的一处拐折和一处可能的尖峰结构;
4.记载到光显增强的伽马射线爆发隆盛,这一爆发在12月16日达到了峰值;
5.测量得到的两个最亮脉冲星的伽马周期在1GeV-100GeV的能量范围;
6.揭示了电子和正电子的通量出东说念主料念念的神色。
悟空号在暗物资波折探伤方面,具有较强的外洋竞争力。
宽视场红外巡天探伤卫星
(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)
WISE是NASA在2009年辐照的空间红外千里镜,神秘顾客网站运行期间共对约158000颗小行星进行了不雅测,其中包括约34000颗新发现的小行星。
该千里镜的四个职责波长辩别为3.4,4.6,12和22微米,辩别记为W1,W2,W3和W4。到2011年2月,固态氢一起销耗,千里镜参预睡觉景况。
2010年,WISE拍摄的C/2007 Q3
(图:wikipedia)▼
WISE拍摄的图像(图:NASA)▼
2013年8月,WISE被叫醒,连续使用W1和W2波段进行巡天不雅测,并改名为NEOWISE,用于探伤近地小天体。
截止2022年4月,NEOWISE共对40700个太阳系天体进行了逾越120万次红外测量,包括1380颗近地小行星和246颗彗星,其中发现了347颗潜在危急小行星和34颗彗星。
NEOWISE位于太阳同步轨说念,距离地表525公里,主要任务包括:
与德科关系密切的消息人士否认了德科责骂德容一事,并且表示德容是打电话告诉德科自己为何不能前往客场,消息人士表示:“如果一切都是与医生讨论后的结果,那么事情就是显而易见的。”
1.搜索近地小行星,为地球撞击禁绝评估提供数据;2.不雅测彗星;3.询查小行星族群;4.测量小行星的大小散播和倒映率。
C/2020 F3,于2020年被NEOWISE发现
(图:wikipedia)▼
凌日系生手星巡天卫星
(Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS)
系生手星凌星巡天卫星是一颗由NASA开发,特意用于探伤系生手星的千里镜,又被称为“苔丝”。
TESS的轨说念位于高地球轨说念,为高椭圆轨说念,其偏心率为0.55,近地方和远地方的距离辩别约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨说念不错得回天际南北半球的无遮图像。
TESS绕地球运行,念念象图
(图:shutterstock)▼
TESS于2018年4月18日辐照腾飞,预设的主要任务为2年,于今仍在运行。截止2023年8月,TESS发现了373颗已阐明的系生手星。
TESS,起程(图:wiki)▼
中国巡天际间千里镜
(China Space Station Telescope, CSST)
CSST将是中国第一个光学空间巡天千里镜,它于2013年11月立项,瞻望在2024年辐照,将在400公里高的轨说念上运行。这意味着CSST具备在轨襄助升级的才能。
CSST兼具大视场和高像质的优异性能,是哈勃视场的300倍。CSST的策画运行期为10年,将对17500闲居度的天区进行多波段成像和无缝光谱不雅测,并对彩选的天体或天区开展邃密不雅测询查,以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱,并通过径直成像搜寻和询查太阳系生手星。
中国巡天际间千里镜见解图
(图:bao.ac.cn/csst/)▼
CSST的主要科学筹议有:
1.对天地加快扩展、暗能量、暗物资、星系成团性和天地大圭表结构的询查;
2.星系和活动星系核,包括高红移星系和超大质地黑洞;
3.恒星活动、造成和演化;
4.系生手星、原行星盘和太阳系天体不雅测询查;
5.暂现源/变源和迫切天文事件反映,举例引力波搜寻、高红移伽马射线暴和快速射电暴等。
“中国天眼”500米口径球面射电千里镜
(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST)
“中国天眼”是当今寰球上第一大的球面射电千里镜。技俩早在1994年就被建议并运转进行预研职责。到2020年1月11日通过验收,安妥运转运行。
“中国天眼”宛如玉盘(图:共生地球)▼
因为天体筹议在通顺,是以中国天眼在追踪不雅测时,抛物面要一直不休地追踪变化。于是,反射面继续变形,吊挂在钢索上馈源也要进行相应的通顺。
为了救济这一功能,中国科学家将4450块三角形主动反射面装配在球形的大网兜内上层,大网兜的2225个节点造成了4450个三角形区域,每个节点上有斜拉的钢索,蛊卦到大地,钢索底下有液压促动器往下拽钢索,每一个节点都不错双向通顺。通过融合终结,精准退换每个节点的通顺距离,就不错使得球面变造成抛物面,竣事变形。
功能强大(底图:壹图网)▼
其科学筹议有:
1.大限制中性氢的巡天造访,绘图天地早期图像;
2.建筑脉冲星计时阵,参与改日脉冲星自主导航和引力波探伤;
3.主导外洋甚长基线插手测量网,探伤天体的超邃密结构;
4.检测星际通讯讯号,参与地外精良搜索。
它是搜寻脉冲星的利器(图:图虫创意)▼
上述神器是现时最为引东说念主隆重的天文不雅测诱导,为天体裁家们带来了丰富的科学产出。中国在某些方面处于外洋前沿地位,举例在暗物资探伤和射电千里镜界限取得了显赫弘扬。而在光和热红外波段,与外洋先进水平仍存在较大差距。
跟着天体裁的发展神秘顾客暗访,改日将需要更大口径的空间千里镜来捕捉更多轻微天体的光辉。当今还是出现了一些针对改日空间千里镜的假想见解,举例大口径先进时期空间千里镜和单孔径远红外天文不雅测千里镜。这些不雅测神器将极大地提妙手类对天地的贯通。
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