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談談“斯皮策”眼裡的宇宙(科技大觀)
来源: | 作者: | 人气: | 发布时间:2019-06-12
摘要:

原標題:談談“斯皮策”眼裡的宇宙(科技大觀)

  望遠鏡是我們探索宇宙奧秘的“眼睛”。有這樣一架望遠鏡,至今已工作近16年,遠超預計的5年服役期,不僅工作時間長,還出色地完成了很多重大發現,這就是斯皮策空間望遠鏡。

  斯皮策空間望遠鏡由美國航空航天局於2003年發射,以美國天文學家萊曼·斯皮策的名字命名。它的運行軌道非常獨特——始終躲在地球的后面,與地球保持同樣的角速度繞太陽運轉,免受太陽光直射。這相當於提供了一個天然冷卻源,能讓望遠鏡少帶一些液氦,減輕了重量,也節省了資金。

  “斯皮策”裝有3台觀測儀器,工作在波長為3微米—180微米的紅外線波段。多年來,它不斷為地球傳輸回宇宙的壯觀景象,完成了以下幾大科學目標:

  一是尋找太陽系之外的行。“斯皮策”確認發現了7顆地球大小的系外行,它們圍繞著某星系中一顆恆星運行。這是迄今為止人類在單個星系中發現與地球體積相似的行星最多的一次。而且,其中3顆行星位於恆星周圍的“宜居帶”,那裡的溫度可能支持行星表面的液態水。此外,觀測結果也讓科學家們了解了這些行星的大小和質量,可用來判定行星的組成范圍。

  二是探索行星是怎樣形成的。目前,它已發現了太陽系遠處幾次岩石碰撞的証據。這種類型的天體碰撞在太陽系的早期很常見,並在行星的形成中起到了一定作用。“斯皮策”還發現了一顆年輕恆星周圍的塵埃噴發,這可能是兩顆較大的小行星相撞導致的。科學家對噴發進行了觀測,第一次收集到了這些塵埃噴發前后系統的數據。

  三是研究陌生的河外星系。相較於可見光,大多數情況下,紅外線可以直接“看穿”氣體雲和塵埃雲。“斯皮策”可以透過翻滾涌動的宇宙塵埃,發現新誕生的恆星。它拍攝的一張照片,就清晰地顯示了一顆新生恆星從孕育它的塵埃雲中誕生的場景,令人震撼。

  四是觀測遙遠星系,揭示早期宇宙圖景。在大多數星系的核心,都暗藏一個質量超大卻無法看到的星體。利用斯皮策空間望遠鏡,科學家們發現了迄今為止最遙遠的兩個超大質量黑洞,讓我們得以一窺宇宙中星系形成的歷史。2011年,天文學家利用“斯皮策”探測到一個非常遙遠的星系群。分析認為,我們看到的實際上是它們120億年前的景象,可能正處於“原始星系團”的狀態,而它們最終會發展成為現代星系團,這為科學家研究宇宙發展演化史提供了寶貴參考。

  此外,科學家還利用該望遠鏡的紅外視覺繪制出第一幅系外行星的“天氣地圖”﹔得益於其低溫探測能力,人們首次發現距離土星600萬公裡還圍繞著一圈“大光環”……計劃2021年發射的韋伯空間望遠鏡,將代替超期服役的“斯皮策”繼續在紅外波段探索宇宙,未來也許有更多令人期待的發現。

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