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美国拟建成最大天文望远镜 天眼可盖过哈勃10倍
发表日期:2019-05-07 22:24| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:美国科学家打算投入5亿美元于2016年建成世界上最大的天文千里镜大麦哲伦(设想图)。 科学家们用研磨设备起头打磨镜面。目前,直径8.4米、高约1米、平均厚度却不到3厘米,由多孔的硼硅酸盐构成的大麦哲伦的第一面镜片曾经成型。 最新一期美国《发觉》杂志刊

  美国科学家打算投入5亿美元于2016年建成世界上最大的天文千里镜“大麦哲伦”(设想图)。

  科学家们用研磨设备起头打磨镜面。目前,直径8.4米、高约1米、平均厚度却不到3厘米,由多孔的硼硅酸盐构成的“大麦哲伦”的第一面镜片曾经成型。

  最新一期美国《发觉》杂志刊文报道说,全球最顶尖的天文学家们正倾尽所有财力物力,外加他们在业内博得的声誉,进行一场史无前例的“豪赌”———他们打算投入5亿美元于2016年建成世界上最大的天文千里镜“大麦哲伦”(GiantMagellanTelescope),它将坐落于智利拉斯卡姆帕纳斯地域,成像清晰度将达到“哈勃”千里镜的10倍。

  造型 菊花七瓣

  “大麦哲伦”的客观测镜片将由7个直径均为27.6英尺(约8.4米)的巨幅镜片构成。它们将以菊花的外形被拆卸在一路———1个居中,别的6个环抱在其四周。这些镜片安装在一路后的聚光能力相当于一面直径为21.4米的巨型完整镜面。除此之外,“大麦哲伦”上还将配备一台光学顺应系统。借助该仪器,它的成像清晰度将达到“哈勃”太空千里镜的10倍。

  “我但愿‘大麦哲伦’的每一面镜子与数学的完满概况比拟,都能维持差距在百万分之一英寸内。这棘手之处在于,我们必需晓得接下来该磨哪里、该用几多力道。”被誉为美国巨型天文千里镜之父、年届64岁的罗杰·安吉尔暗示。他在位于美国亚利桑那大学的史都华天文台的铸镜尝试室承担了镜片锻造尝试的使命。

  这是他所制造过的最大的一面镜片。而“大麦哲伦”的镜片直径也刷新记载,成为单一镜片千里镜中直径最大的,并将镜片的制造手艺提拔至一个新的境地。

  制造 高温熔铸

  镜面制造的道理是将20吨玻璃平均倒入一个概况分布着成千上万个小陶瓷光纤蜂巢容器中;玻璃在温度高达1260℃的扭转熔炉中变为液态,流入基层容器,同时扭转发生的离心利巴多余的玻璃液体分手出去,构成一个凹面镜坯;冷却后,科学家们把蜂巢容器撤去,用研磨设备打磨镜面。

  现在,安吉尔尝试室锻造炉内,温度高达1000多℃的液态玻璃分发出橙色的光线,20吨硅硼玻璃灼热的液体曾经被浇注在模具中,3米高的模具在飞快地扭转着,钢架、电缆好像八爪鱼的触手一样四周延长,指示灯不断地闪灼着。液态玻璃正从六角柱孔慢慢溢出,铸成一面庞大的蜂巢镜。这预示着直径8.4米、高约1米、平均厚度却不到3厘米,由多孔的硼硅酸盐构成的“大麦哲伦”的第一面镜片成型。

  因为载模漏了两吨硼硅玻璃,进度比原先预期的2005年夏日掉队了数月之久,但安吉尔欣慰地注释道:“光是第一面镜子就很难搞定了,由于在此之前,从未有人锻造过如斯庞大而外形又那么诡异的镜子。”

  方针 类地行星

  早在设想“大麦哲伦”的雏形时,安吉尔就认识到只需靠点命运再加上一些精妙的技巧,就很可能在这片茫茫“星”海中找到一颗类地行星。

  他那极具倾覆性的处理之道,即是将次要的领受器排得像菊花的花瓣那般,六面外形各别的偏轴镜将环抱地方的对称镜。如许的设想下,能领受到的星光将是凯克千里镜傍边任何一架的4.6倍。

  对于同样身为天文学家的弗里德曼而言,她想用“大麦哲伦”来一窥暗能量以及在恒星与星系生成前“暗中时代”的奥秘面孔,不外这并不是安吉尔最感乐趣的问题。安吉尔说:“我之所以想如许做,是由于在过去2000年来,人类不断在寻找另一个地球,而现在在其他恒星中觅得类地行星的构思不再高不可攀。此刻,你能够坐下来好好打算得用哪一种千里镜来察看类地行星,并取得光谱,以找寻液态水的化学迹象和外星生物的踪迹。”

  经费 杯水车薪

  目前,第一面镜片曾经成型,但整个项目能否可能启动仍然是一个庞大的未知数。制造“大麦哲伦”需要的良多焦点手艺尚处于研究阶段,而整个项目需要的5亿美元经费目前现实到位仅1700万美元。

  为了成功建筑这台巨型千里镜,美国的加州卡内基天文台、哈佛大学、史密松天文物理台、亚利桑那州立大学、密歇根州立大学、麻省理工学院、得克萨斯州立大学和得克萨斯农工大学构成了一个团队。

  “虽然坚苦重重,但我有决心这个胡想最终能够实现。”弗里德曼暗示,她对安吉尔及他的铸镜功力决心十足。

  而安吉尔必需为了经费时不时地分开尝试室赶赴各地游说,让经费大户们相信“大麦哲伦”值得5亿美元这个代价。

  虽然有着高本质的团队为后援,但“大麦哲伦”仍是得和其他巨型千里镜打算为了经费而一较高下。此中无方案要将凯克千里镜的分节镜加大(两架直径10米的千里镜,是目宿世上最大的千里镜);加州理工学院和其余小组则想建筑一座直径30米的千里镜;欧洲南方天文台打算斥资12亿欧元,兴建一座直径100米,名为OWL的千里镜。(吉典)

  大型光学千里镜简史

  胡克千里镜(Hooker)

  1917年,胡克千里镜在加州威尔逊山天文台建成。其主反射镜直径为2.54米,在其建成后30年,它不断是全世界最大的天文千里镜。恰是操纵这座千里镜,埃德温·哈勃发觉了银河系外的星系,并找到了宇宙膨胀的证据。

  海尔千里镜(Hale)

  直径5.08米的海尔反射式千里镜坐落在美国帕洛玛山上。它于上世纪三四十年代建筑,1948年完成,建筑手艺在其时可谓奇观。虽然从1993年当前,海尔作为最大反射式光学千里镜的地位已被代替,但仍在为宇宙摸索阐扬主要感化。

  凯克千里镜(Keck)

  目宿世界上最大的光学天文千里镜,位于夏威夷莫纳克亚山。其双子KeckI和KeckII别离在1993年和1996年建成。直径都是10米,由36块直径1.8米的六角镜面拼接构成。通过电脑节制的自动光学支持系统调理,使镜面连结极高的精度。

  超大千里镜(VLT)

  1999年,欧洲南方天文台在智利建筑了超大千里镜。它是由4台8米直径千里镜构成的一台等效直径达到16米的光学千里镜。这4台千里镜能够构成一个干与阵,做两两干与观测,也能够零丁利用每一台千里镜。它能够在分歧波段观测超新星等遥远天体。

  昴星团千里镜(SUBARU)

  日本的昴星团千里镜是目宿世界上最大直径的单面反射镜,其直径达8.3米。坐落在夏威夷莫纳克亚山上,建筑完成于1999年。据称,仅仅是抛光其超大镜面就花去了7年时间。昴星团千里镜利用了自动光学和自顺应光学手艺,支撑镜面的是261个机械手指,它们能够不竭调整镜面的外形以获得最佳成像。(谢来)

  最佳天文观测点:南极天穹C

  美国科学家还考虑在月球陨石坑建筑大直径千里镜

  美国天文学家罗杰·安吉尔从近来的一些论文之中,得知一处几近抱负的天文观测点:那就是位于南极洲地方,一处海拔3300米的平台,称作天穹C(DomeC)。他冲动地说:“在天穹C,几乎每项目标性的陆基天文观测质量参数,都比地球上其他的处所要好上两倍以至更多。”

  因为南极地域不像地球其他地域那样有着每天的日夜更替,而是具有长达5个多月的极昼和4个多月的极夜,这为对宇宙进行持续观测缔造了并世无双的前提。在极夜前提下,因为没有太阳光的干扰,天文学家们能够进行持续观测,这很是有益于发觉超新星以及伽马射线迸发。此外,因为能够长时间地扫描天空,还将协助天文学家们更好地搜刮太阳系外的行星系统,这是寻找地外文明最根本的一步。

  虽然南极被冰雪笼盖,但南极倒是地球上最干燥的地域之一。因为大气中水气很少,宇宙中的红外线以及亚毫米波等有助天文学家领会宇宙演变过程的射线在达到地面时丧失很少,因而还很是有益于天文学家们进行红外观测。

  目前美国、澳大利亚等国曾经在天穹C地域开展了天文观测,观测清晰度为地球其他地域结果的20倍,这意味着天文学家们将能够观测到天体更多的细节。虽然美国国度科学基金会(NSF)否决掉一项在南极洲兴建一座2米直径千里镜的提案,但安吉尔仍然对峙他的设法。他主意,“在南极洲兴建一座直径100米的千里镜绝对是最佳方案。”

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