一項新的技術(shù),找到了一顆行星,它是我們想要的嗎?
在太陽系以外,我們發(fā)現(xiàn)了大量新的行星,但是,我們還沒有直觀的發(fā)現(xiàn)任何存在生命的世界?,F(xiàn)在這樣的狀況可能要被改變了。一項新的技術(shù)也許會讓我們看到一部分我們一直在尋找的世界。在它的首次探測中,就發(fā)現(xiàn)了可能環(huán)繞太陽最近的相鄰行星之一。
大多數(shù)圍繞其他恒星的行星(系外行星),都是通過它們對母星的影響而被發(fā)現(xiàn)的,要么是阻擋了少量的光線要么是產(chǎn)生了一些輕微的運動。直觀的檢測被一些罕見的情況所局限,比如一些行星的壽命比較年輕,所以它們?nèi)匀挥凶銐虻臏囟缺患t外線探測到。盡管如此,我們?nèi)跃窒拊诰嚯x它們的“太陽”足夠遠的大行星上,它們的光不會在強光中被掩蓋,這不是我們想要尋找生命的地方。
然而亞利桑那大學的研究生凱文·瓦格納表示,我們找不到想要的結(jié)果,有一部分原因是我們一直在尋找光譜中錯誤的部分。觀測外行星是在波長小于10微米的近紅外波段中進行嘗試的,但是我們所尋找的行星波長可能要更長一些并且是最亮的。
凱文·瓦格納在一份聲明中表示,盡管這看起來會弄巧成拙,做出(這些選擇)的原因是因為地球自身就在用這樣的波長發(fā)光。這是解釋的通的,畢竟,地球發(fā)出的光是在我們尋找發(fā)射相同波長的類地行星中最亮的,但是這并沒有使整件事情變得輕松。從天空中發(fā)出的紅外線、相機、望遠鏡自身都會淹沒信號。
凱文·瓦格納在《自然通訊》中描述了使用大型望遠鏡(VLT)的組合儀器來觀測波長為10-20微米的半人馬座阿爾法星系,這樣可以屏蔽掉來自地球和雙星的輻射。
“我們在日冕觀測儀中每十分之一秒就移來并移開一顆恒星?!眲P文·瓦格納表示,“這可以讓我們用一半的時間來觀察每一顆恒星,并且更重要的是,它還可以讓我們從后續(xù)幀中減去一幀,這可以從本質(zhì)上消除相機和望遠鏡中所有噪點。”凱文·瓦格納和他的合作伙伴在100小時內(nèi)拍攝了超過500萬張照片,他們將這些照片堆棧在一起,并且他將整個過程比作像降噪耳機的工作方式一樣,去除不想要的部分。
在這個過程中,凱文·瓦格納發(fā)現(xiàn)了一個光源,并將它命名為C1,它好像位于半人馬座阿爾法A星的宜居帶,為了排除機器、塵霧的影響,還需要做更多的工作,盡管如此C1可能是真實存在的。
“有一個點源看起來正如我們期待的行星一樣,我們不能用任何系統(tǒng)的誤差修正來解釋?!眲P文·瓦格納說。
這個團隊想要通過VLT的后續(xù)觀測來核實C1是否真實存在,并且將同樣的方法應(yīng)用于其他的恒星上。但是這種方法也存在有局限性,除了要使用最昂貴的望遠鏡觀測很長時間外,目標也僅局限于附近的恒星。此外,凱文·瓦格納的技術(shù)不能夠找到和地球一樣大的行星。它可以觀測到的最小天體也是地球半徑的3-5倍,這使得觀測到的星體幾乎可以確定是海王星式氣體行星而不是超級地球。
相關(guān)知識
甚大望遠鏡(Very Large Telescope,縮寫為VLT,或譯超大型望遠鏡、特大望遠鏡)為歐洲南方天文臺在智利建造的大型光學望遠鏡,由4臺相同的8.2米口徑望遠鏡組成,組合的等效口徑可達130米[2]。4臺望遠鏡既可以單獨使用,也可以組成光學干涉儀進行高分辨率觀測。甚大望遠鏡位于智利安托法加斯塔以南130千米的帕瑞納天文臺,海拔高度為2,632米,這里氣候干燥,一年當中晴夜數(shù)量多于340個。
每個甚大望遠鏡的主鏡口徑均為8.2米,焦比為F2,重量為22噸,厚18厘米,采用R-C式光學系統(tǒng),下方安裝了有150個促動器的主動光學系統(tǒng)。望遠鏡支架采用經(jīng)緯儀裝置,鏡筒重量為100噸,470噸重的機架漂浮在0.05毫米厚的油膜上,可以靈活地轉(zhuǎn)動。四架望遠鏡被用當?shù)氐鸟R普切語分別命名為Antu、Kueyen、Melipal和Yepun,含義為太陽、月亮、南十字和金星,這些命名是一個智利女學生在歐洲南方天文臺發(fā)起的命名競賽中提出的。
甚大望遠鏡的研制工作始于1986年,耗資超過5億美元。第一架望遠鏡太陽(Antu)在1998年建成,1999年4月正式使用,主要儀器是紅外和光學波段照相機和攝譜儀。第二架望遠鏡月亮(Kueyen)于1999年3月建成,2000年4月正式使用,主要儀器是兩架大型攝譜儀。第三架望遠鏡南十字(Melipal)在2000年1月建成,第四架望遠鏡金星(Yepun)于2000年7月建成,主鏡表面研磨精度達到了8.5納米。
2005年和2006年,歐洲南方天文臺在甚大望遠鏡近旁相繼建造了4臺口徑1.8米的輔助望遠鏡,它們與4臺8.2米望遠鏡共同組成甚大望遠鏡干涉儀(VLTI)。這些輔助望遠鏡不會顯著增加干涉儀的聚光面積,但是可以增加基線數(shù)目,改善成像品質(zhì)。 甚大望遠鏡的建設(shè)工作已于2012年2月全面完成。
作者:Stephen Luntz
FY:PATRICK
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