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一項新的技術,找到了一顆行星,它是我們想要的嗎?


2022年5月18日 - 宇宙小編  
   

在太陽系以外,我們發現了大量新的行星,但是,我們還沒有直觀的發現任何存在生命的世界。現在這樣的狀況可能要被改變了。一項新的技術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,就發現了可能環繞太陽最近的相鄰行星之一。

大多數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現的,要麼是阻擋了少量的光線要麼是產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,所以它們仍然有足夠的溫度被紅外線探測到。盡管如此,我們仍局限在距離它們的“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於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並且是最亮的。

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光。這是解釋的通的,畢竟,地球發出的光是在我們尋找發射相同波長的類地行星中最亮的,但是這並沒有使整件事情變得輕松。從天空中發出的紅外線、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並移開一顆恒星。”凱文·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,並且更重要的是,它還可以讓我們從後續幀中減去一幀,這可以從本質上消除相機和望遠鏡中所有噪點。”凱文·瓦格納和他的合作夥伴在100小時內拍攝了超過500萬張照片,他們將這些照片堆棧在一起,並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·瓦格納發現了一個光源,並將它命名為C1,它好像位於半人馬座阿爾法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的誤差修正來解釋。”凱文·瓦格納說。

這個團隊想要通過VLT的後續觀測來核實C1是否真實存在,並且將同樣的方法應用於其他的恒星上。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,目標也僅局限於附近的恒星。此外,凱文·瓦格納的技術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)為歐洲南方天文台在智利建造的大型光學望遠鏡,由4台相同的8.2米口徑望遠鏡組成,組合的等效口徑可達130米<2>。4台望遠鏡既可以單獨使用,也可以組成光學乾涉儀進行高分辨率觀測。甚大望遠鏡位於智利安托法加斯塔以南130千米的帕瑞納天文台,海拔高度為2,632米,這裏氣候乾燥,一年當中晴夜數量多於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,下方安裝了有150個促動器的主動光學系統。望遠鏡支架采用經緯儀裝置,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,可以靈活地轉動。四架望遠鏡被用當地的馬普切語分別命名為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台發起的命名競賽中提出的。



  

甚大望遠鏡的研制工作始於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)於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)於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,歐洲南方天文台在甚大望遠鏡近旁相繼建造了4台口徑1.8米的輔助望遠鏡,它們與4台8.2米望遠鏡共同組成甚大望遠鏡乾涉儀(VLTI)。這些輔助望遠鏡不會顯著增加乾涉儀的聚光面積,但是可以增加基線數目,改善成像品質。
甚大望遠鏡的建設工作已於2012年2月全面完成。

作者:Stephen Luntz

FY:PATRICK

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