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据说它要给人类看最清晰的宇宙
发表日期:2019-06-02 12:10| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:登录人民网通行证当即注册 千里镜是人类的千里眼,没无望远镜,我们就无法看清宇宙的容貌。 近日,美国俄亥俄州立大学天文学家团队发布一项迄今最细致演讲表白,美国国度航空航天局(NASA)正在规划的宽视场红外巡天千里镜(Wide-Field Infrared Survey Tele

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  千里镜是人类的千里眼,没无望远镜,我们就无法看清宇宙的容貌。

  近日,美国俄亥俄州立大学天文学家团队发布一项迄今最细致演讲表白,美国国度航空航天局(NASA)正在规划的“宽视场红外巡天千里镜”(Wide-Field Infrared Survey Telescope,简称WFIRST)无望为人类供给有史以来最大、最深层、最清晰的宇宙图像,进一步揭示宇宙的奥妙。

  NASA每次“上新”都惹起全球注目,此次的配角WFIRST又有哪些杀手锏?

  在分歧波段描画宇宙“侧影”

  谈论一台天文千里镜的任务之前,必需搞清晰它在哪个波段工作。

  我们晓得,电磁波按波长由短至长可分为伽马射线、X射线、紫外线、光线、红外线、微波、射电。“中国天眼”FAST就是在射电波段工作,而出名的阿塔卡玛大型毫米波千里镜阵列(ALMA)笼盖的则是微波光谱结尾的短波。

  在红外波段工作的千里镜有WFIRST、斯皮策空间千里镜以及退役的赫歇尔太空千里镜。“凡是,光学千里镜只需配上红外信号的领受器就能够同时在红外波段工作,好比詹姆斯·韦伯空间千里镜以及哈勃空间千里镜。”中国科学院上海天文台研究员刘庆会在接管科技日报记者采访时说。

  与上述家喻户晓的千里镜比拟,在短波工作的千里镜则显得小众。好比费米伽马射线太空千里镜、硬X射线调制千里镜(HXMT)等。“一般而言,波长越短的千里镜,其工程难度越大。”刘庆会暗示。

  为何要让千里镜在分歧波段工作呢?“笼盖波段分歧,科学目标也就分歧。”中国科学院国度天文台研究员戴昱告诉科技日报记者,用分歧波段的千里镜观测天空,是为了看到分歧的内容。

  好比说,我们发觉了一个新天体,借助光学千里镜,能够获取它的光学辐射,搞清其外观。通过红外千里镜,则能领会它分歧部位的温度。射电千里镜会捕获这个天体发射的射电波,X射线和伽马射线千里镜则观测它的高能能量。“最终我们能够获得这颗天体多方面的消息,从而对它以及它四周的情况有更深刻领会。”戴昱注释道,WFIRST这类红外千里镜次要看的是尘埃辐射。

  就好像盲人摸象,每一个千里镜只能“摸”清天体的一个侧面。戴昱暗示,天文学家的抱负是用所有波段的千里镜把感乐趣的天区或天体都“扫描”一遍,达到“全信使、多波段”的结果。

  一次拍摄约为哈勃上百次观丈量

  波段分歧,千里镜领受信号的道理也分歧。

  因为人眼能够间接看到可见光,所以通过光学千里镜看到的物体样子就是人眼看到的样子。而红外千里镜则需要安装红外领受器才能看到物体发出的红外光。

  斯皮策千里镜是史上第一个红外太空千里镜。它在天空中巡视一番,协助人类第一次获得银河系尘埃分布图,并看到太阳系以外的行星。因为“斯皮策千里镜的服役时间曾经远远跨越了打算的年限,仪器的机能也起头下降,不少具有斯皮策千里镜观测运转经验的科学人员也参与了WFIRST的前期研发和科学设想。”戴昱告诉记者,从这个意义上讲,WFIRST是对斯皮策千里镜的一种承继。

  不外WFIRST和斯皮策并非没有区别。按照波长的长短,红外还可分为近红外、中红外和远红外波段,斯皮策次要笼盖近红外和中红外,而WFIRST则次要笼盖近红外。戴昱暗示:“近红外波段能够观测到尘埃、气体和恒星,远红外波段看到的次要是尘埃的热辐射。通过度析尘埃的温度和能量,我们能够猜测其热量的供给、形态及布局。”

  除了波段上的细微不同和科学设想上的分歧,与其他红外千里镜比拟,WFIRST最大特点是视场大。

  WFIRST次要摄影仪器WFI的视场是0.28个平方度。“1个平方度的视场意味着能塞进5个满月。0.28个平方度的视场则是同时看到1.4个月亮并排在一路,这是相当大的一片区域。”戴昱告诉记者。

  公开材料显示,WFIRST能够察看到比哈勃更大的宇宙空间,其察看范畴是哈勃可察看范畴的100倍。这意味,哈勃千里镜拍上百次才能拍完的一片区域,WFIRST只需拍一两次就能够完成。“这将大幅缩减我们巡视一片天区所花的时间。”刘庆会暗示。

  WFIRST宽广的视野将协助科学家揭开暗能量、暗物质的奥妙,或寻找太阳系外适合生命成长的行星。WFIRST服役期间打算笼盖2000个平方度的天空区域。

  上天之前还要处理诸多灾题

  工作波段分歧,千里镜适宜摆放的位置也分歧。工作波长比力长的千里镜能够在地面工作,波长比力短的则最好进入太空。

  因为千里镜在地面观测时会受地球大气层和电离层影响,因而在太空中能获得更清晰的图像。“哈勃空间千里镜口径2.4米,但它比口径10米的地面千里镜看得还清晰。”刘庆会告诉记者。

  地球大气对红外线个狭小的“窗口”,因而红外千里镜常置于高海拔区域。世界上较好的地面红外千里镜大多集中安装在美国夏威夷,那里是世界红外天文的研究核心。而紫外、X射线和伽马射线千里镜必需在太空中工作。

  让千里镜上天并非易事,特别是大口径千里镜,由于其设备也会很复杂。“被称为下一代最强千里镜的詹姆斯·韦伯千里镜破费了快要100亿美元,至今没能成功上天,就是由于有些研发工作还没完成。”刘庆会告诉记者。

  工作在统一波段的千里镜,口径越大则分辩率高。WFIRST的口径是2.4米,有着较高的分辩率。NASA称,WFIRST但愿分辩率达到和哈勃一样的程度。

  “现实上,拍摄最大、最深层、最清晰宇宙图像的说法很可能是一种宣传策略。分歧波段的千里镜都能够在本人地点的波段如斯传播鼓吹。”戴昱暗示,WFIRST的分辩率估计与最好的光学千里镜可相媲美。

  不外,相较于手艺难题,WFIRST目前最大的窘境是资金欠缺。WFIRST项目于2018年5月起头规划,预算约32亿美元。日前,美国当局发布了新一年的联邦财务预算草案,美国国度科学基金会预算被砍12%。据外媒动静,WFIRST可能因预算被砍而打算打消。

  “科学卫星不像通信卫星、导航卫星和景象形象卫星那样与人们的日常糊口关系亲近。若是资金严重,科学卫星很容易遭到影响。”刘庆会说。

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