发布日期:2024-01-11 12:00 点击次数:60
翰墨:行星不发光
校稿:辜汉膺 / 剪辑:蛾
航天之父康斯坦丁·皆奥尔科夫斯基说过:“地球是东谈主类的摇篮,但东谈主类不成能遥远被料理在摇篮里。”
东谈主类在地球上也曾生计了600万年,咱们的摇篮也极少点扩大,从一个聚落、一派大陆到通盘这个词星球。但和雄壮的星辰大海比较,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,东谈主类一直在连接纠正千里镜。
本文将简要盘货一下现在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日辐照起飞,并运行于今。其轨谈位置为低地球轨谈,现在位于地表上方535公里处。
哈勃锁定方针尽头准,尽头于能把激光准确映照在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“星系天文体之父”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,关于开发天地距离圭臬尽头迫切;
2.不雅测到了天地的延伸速率正在加快,为酌量暗能量的存在和性质提供了凭据;
3.不雅测到了邃古星系的变成和演化进程,为酌量天地早期提供了难得数据;
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料黑洞;
6.不雅测了天地布景辐射;
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,长远了解了恒星的变成进程。
迄今为止,哈勃千里镜也曾进行了跳动150万次不雅测,总归档数据跳动340TB,天文体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,标志如炊火▼
詹姆斯·韦伯空间千里镜
(James Webb Space Telescope, JWST)
韦伯空间千里镜原筹谋于2007年辐照,但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲天际总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的迎阿名堂。
韦伯空间千里镜,长这么(底图:wiki)▼
其轨谈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点不错保握背向太阳和地球的方针,易于校准和保护,况且在远隔太阳的一侧,是以成心于红外不雅测。
韦伯的特长在红外不雅测,它大要看到更多,更老的恒星和星系。但L2轨谈是不明白的,需要能源保管千里镜姿态和位置,现在韦伯佩带的鼓吹剂实足使用10年,是以它的任务方针时刻即是10年。
测试中的韦伯主镜,科幻感爆棚(图:wiki)▼
韦伯的主要科学方针是:
1.主要的任务是不雅测今天可见与天地的初期景色;
2.寻找天地大爆炸后变成的第一批恒星和星系的光;
3.酌量星系的变成和演化;
4.酌量恒星变成,行星系统的演化进程和人命的发源。
韦伯空间千里镜的发现包括但不限于初次班师拍摄系生手星、发现存史以来最远方的星系、详备不雅测了系生手星的大气层和星系碰撞时的恒星变成等,其中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体,引起了东谈主们的极大温雅。
韦伯千里镜拍摄的船底座星云部分图像
(横屏,图:NASA's JWST)▼
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)
盖亚任务是欧洲天际总署的天际千里镜,致力于于画图一张精准的星河系三维星图。该任务于2013年12月19日辐照起飞,运行于今,正在不雅测星河系表里近20亿个星体。其轨谈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,时长握续5年。不雅测波段为可见光。
使命中的盖亚,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.纠正近地小行星的轨谈;
3.纠正恒星掩星暗影轨谈预测;
4.发现了更多的零散恒星、超高速恒星、新小行星和系生手星,揭示了天际中的气态结构;
5.揭示星河系在早期(大要在100亿年前)可能与另一个大星系并合后变成;
6.推断星河系“厚盘”部分在130亿年前运行变成,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,跳动99.9%的天体从未被精准测量过距离。瞻望盖亚任务收尾时,归档数据将跳动1PB。
使用盖亚第三阶段贵府画图的四张图
(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。
悟空号的轨谈类型为太阳同步轨谈,轨谈高度约为500公里。原筹谋运行寿命为3年,但自从2015年辐照后,于今仍在入伍,况且使命景色精采。悟空号策画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意图
(底图:紫金山天文台)▼
其主要科学方针是暗物资盘曲探伤,次要方针是寻找天地射线的发源和伽马射线天体物理酌量,主要科学产出有:
1.2017年,初次在1.5TeV处不雅测到了明显超出的峰值;
2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的天地线质子精准能谱测量成果,发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精准测量成果;
3.“悟空”号卫星530天的运行策画记载到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布。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.记载到明显增强的伽马射线爆发景观,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谈主预料的表情。
悟空号在暗物资盘曲探伤方面,深圳第三方暗访公司具有较强的海外竞争力。
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,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。
该千里镜的四个使命波长分辨为3.4,4.6,12和22微米,分辨记为W1,W2,W3和W4。到2011年2月,固态氢一皆消耗,千里镜插手寝息景色。
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,络续使用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跳动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颗潜在危境小行星和34颗彗星。
NEOWISE位于太阳同步轨谈,距离地表525公里,主要任务包括:
1.搜索近地小行星,为地球撞击恫吓评估提供数据;2.不雅测彗星;3.酌量小行星族群;4.测量小行星的大小散布和倒映率。
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的轨谈位于高地球轨谈,为高椭圆轨谈,其偏心率为0.55,近场地和远场地的距离分辨约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨谈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日辐照起飞,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颗已阐发的系生手星。
TESS,出发(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公里高的轨谈上运行。这意味着CSST具备在轨惊羡升级的身手。
CSST兼具大视场和高像质的优异性能,是哈勃视场的300倍。CSST的筹谋运行期为10年,将对17500平时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广博不雅测酌量,以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱,并通过班师成像搜寻和酌量太阳系生手星。
中国巡天际间千里镜意见图
(图:bao.ac.cn/csst/)▼
CSST的主要科学方针有:
1.对天地加快延伸、暗能量、暗物资、星系成团性和天地大圭臬结构的酌量;
2.星系和看成星系核,包括高红移星系和超大质料黑洞;
3.恒星看成、变成和演化;
4.系生手星、原行星盘和太阳系天体不雅测酌量;
5.暂现源/变源和迫切天文事件反应,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”是现辞天下上第一大的球面射电千里镜。名堂早在1994年就被冷落并运行进行预研使命。到2020年1月11日通过验收,负责运走时行。
“中国天眼”宛如玉盘(图:共生地球)▼
因为天体方针在指引,是以中国天眼在追踪不雅测时,抛物面要一直束缚地追踪变化。于是,反射面连接变形,吊挂在钢索上馈源也要进行相应的指引。
为了相沿这一功能,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个节点变成了4450个三角形区域,每个节点上有斜拉的钢索,贯穿到大地,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指引。通过汇注狂妄,精准疗养每个节点的指引距离,就不错使得球面变变成抛物面,罢了变形。
功能强硬(底图:壹图网)▼
其科学方针有:
1.大范围中性氢的巡天造访,画图天地早期图像;
2.开发脉冲星计时阵,参与将来脉冲星自主导航和引力波探伤;
3.主导海外甚长基线干预测量网,探伤天体的超广博结构;
4.检测星际通讯讯号,参与地外娴雅搜索。
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谈主详确的天文不雅测开发,为天文体家们带来了丰富的科学产出。中国在某些方面处于海外前沿地位,举例在暗物资探伤和射电千里镜鸿沟取得了显耀阐述。而在光和热红外波段,与海外先进水平仍存在较大差距。
跟着天文体的发展深圳第三方暗访公司,将来将需要更大口径的空间千里镜来捕捉更多轻微天体的光泽。现在也曾出现了一些针对将来空间千里镜的假想意见,举例大口径先进时代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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