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发布日期：2024-01-15 09:31    点击次数：200

笔墨：行星不发光

校稿：辜汉膺 / 剪辑：蛾

航天之父康斯坦丁·皆奥尔科夫斯基说过：“地球是东谈主类的摇篮，但东谈主类不行能永恒被敛迹在摇篮里。”

东谈主类在地球上仍是生计了600万年，咱们的摇篮也小数点扩大，从一个聚落、一派大陆到所有这个词星球。但和高大的星辰大海比拟，又如斯的微细。

从远在拉格朗日点的詹姆斯·韦伯千里镜，到藏在贵州深山里的中国天眼。为了准确、全面地不雅测天地，东谈主类一直在连接调动千里镜。

本文将简要清点一下当今仍在运行的天地不雅测神器。

哈勃天文千里镜

(Hubble Space Telescope，HST)

哈勃天文千里镜于1990年4月24日辐射升起，并运行于今。其轨谈位置为低地球轨谈，当今位于地表上方535公里处。

哈勃锁定目标相等准，非常于能把激光准确照耀在320公里外的硬币上。哈勃可全天区范围不雅测，可不雅测波段为可见光波段和紫外波段。

以“星系天体裁之父”埃德温·哈勃为名

哈勃主要的科学发现和科研产出有：

1.测量了天地中不同天体的距离，关于建树天地距离要领相等紧迫；

2.不雅测到了天地的扩张速率正在加快，为筹商暗能量的存在和性质提供了凭证；

3.不雅测到了邃古星系的酿成和演化经过，为筹商天地早期提供了考究数据；

4.通过不雅测星系和星团的引力透镜效应，发现了暗物资的存在；

5.不雅测到好多星系中心存在超大质料黑洞；

6.不雅测了天地配景辐射；

7.发现了柯伊伯带中的天体和不雅测了外太阳系行星和其卫星；

8.不雅测到好多系新手星，发现了一些类地行星。

9.通过不雅测星云和年青恒星，深切了解了恒星的酿成经过。

迄今为止，哈勃千里镜仍是进行了向上150万次不雅测，总归档数据向上340TB，天体裁家使用哈勃数据发表了19000多篇科学论文。

多年来，哈勃千里镜拍摄的佳作不少

比如，这张2014年版“创生之柱”▼

再比如，Westerlund 2，瑰丽如火食▼

詹姆斯·韦伯空间千里镜

(James Webb Space Telescope， JWST)

韦伯空间千里镜原酌量于2007年辐射，但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲天际总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的取悦名目。

韦伯空间千里镜，长这么（底图：wiki）▼

其轨谈位置为日地系统的拉格朗日L2点，距离地球至少150万公里，L2点不错保捏背向太阳和地球的标的，易于校准和保护，何况在远隔太阳的一侧，是以成心于红外不雅测。

韦伯的特长在红外不雅测，它梗概看到更多，更老的恒星和星系。但L2轨谈是不厚实的，需要能源保管千里镜姿态和位置，当今韦伯佩戴的股东剂饱和使用10年，是以它的任务目标时期便是10年。

测试中的韦伯主镜，科幻感爆棚（图：wiki）▼

韦伯的主要科学目标是：

1.主要的任务是不雅测今天可见与天地的初期气象；

2.寻找天地大爆炸后酿成的第一批恒星和星系的光；

3.筹商星系的酿成和演化；

4.筹商恒星酿成，行星系统的演化经过和人命的发源。

韦伯空间千里镜的发现包括但不限于初次胜利拍摄系新手星、发现存史以来最远方的星系、详确不雅测了系新手星的大气层和星系碰撞时的恒星酿成等，其中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体，引起了东谈主们的极大保养。

韦伯千里镜拍摄的船底座星云部分图像

（横屏，图：NASA's JWST）▼

韦伯千里镜2022年拍摄的南环星云

犹如一块嵌在玄色丝绒上的蓝对持

（图：NASA's JWST）▼

盖亚任务

(Gaia)

盖亚任务是欧洲天际总署的天际千里镜，奋勉于绘画一张精准的星河系三维星图。该任务于2013年12月19日辐射升起，运行于今，正在不雅测星河系表里近20亿个星体。其轨谈位于日地系统的拉格朗日L2点。

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Gaia任务包含两个千里镜，它们以固定的广角进行不雅测，对不雅测范围内的每个天体平均不雅测70次，时长捏续5年。不雅测波段为可见光。

责任中的盖亚，念念象图（图：wiki）▼

Gaia的主要科学产出有：

1.测量咱们太阳系的加快度；

2.调动近地小行星的轨谈；

3.调动恒星掩星暗影轨谈预测；

4.发现了更多的珍稀恒星、超高速恒星、新小行星和系新手星，揭示了天际中的气态结构；

5.揭示星河系在早期(苟简在100亿年前)可能与另一个大星系并合后酿成；

6.推断星河系“厚盘”部分在130亿年前启动酿成，距离大爆炸仅8亿年；

7.白矮星跟着里面的冷却，会变成固体球体。

在Gaia不雅测到的天体中，向上99.9%的天体从未被精准测量过距离。预测盖亚任务扫尾时，归档数据将向上1PB。

使用盖亚第三阶段贵寓绘画的四张图

（图：ESA / Gaia / DPAC）▼

“悟空”暗物资粒子探伤卫星

(Dark Matter Particle Explorer， DAMPE)

暗物资粒子探伤卫星是我国第一个空间天文探伤器，定名为“悟空”。由中科院紫金山天文台主导，于2015年12月17日辐射。

悟空号的轨谈类型为太阳同步轨谈，轨谈高度约为500公里。原酌量运行寿命为3年，但自从2015年辐射后，于今仍在执戟，何况责任气象雅致。悟空号缱绻搭载了四种不同的有用载荷，结构如下图。

悟空号卫星的科学载荷结构清晰图

（底图：紫金山天文台）▼

其主要科学目标是暗物资障碍探伤，次要目标是寻找天地射线的发源和伽马射线天体物理筹商，主要科学产出有：

1.2017年，初次在1.5TeV处不雅测到了显豁超出的峰值；

2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的天地线质子精准能谱测量遵循，发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精准测量遵循；

3.“悟空”号卫星530天的运行缱绻记载到28亿个天地线粒子， 科学家从中筛选出了约150万个高能量的电子， 测量出了这些电子的能谱漫步。揭示出电子能谱存在的一处拐折和一处可能的尖峰结构；

4.记载到显豁增强的伽马射线爆发表象，这一爆发在12月16日达到了峰值；

5.测量得到的两个最亮脉冲星的伽马周期在1GeV-100GeV的能量范围；

6.揭示了电子和正电子的通量出东谈主预见的体式。

悟空号在暗物资障碍探伤方面，具有较强的国外竞争力。

宽视场红外巡天探伤卫星

(Wide-field Infrared Survey Explorer，神秘顾客教程 WISE)

WISE是NASA在2009年辐射的空间红外千里镜，运行时代共对约158000颗小行星进行了不雅测，其中包括约34000颗新发现的小行星。

该千里镜的四个责任波长辨认为3.4，4.6，12和22微米，辨认记为W1，W2，W3和W4。到2011年2月，固态氢一皆破费，千里镜插手寝息气象。

2010年，WISE拍摄的C/2007 Q3

（图：wikipedia）▼

WISE拍摄的图像（图：NASA）▼

2013年8月，WISE被叫醒，络续使用W1和W2波段进行巡天不雅测，并改名为NEOWISE，用于探伤近地小天体。

截止2022年4月，NEOWISE共对40700个太阳系天体进行了向上120万次红外测量，包括1380颗近地小行星和246颗彗星，其中发现了347颗潜在危急小行星和34颗彗星。

NEOWISE位于太阳同步轨谈，距离地表525公里，主要任务包括：

1.搜索近地小行星，为地球撞击威迫评估提供数据；2.不雅测彗星；3.筹商小行星族群；4.测量小行星的大小漫步和倒映率。

C/2020 F3，于2020年被NEOWISE发现

（图：wikipedia）▼

凌日系新手星巡天卫星

（Transiting Exoplanet Survey Satellite， TESS）

恩里克说道：“我们还在欧冠中存活，没有球队愿意在下一轮与我们交手。这支球队仍处于建设初期。我非常喜欢球员们的态度。即使他们感到沮丧，我也喜欢这种沮丧。”

系新手星凌星巡天卫星是一颗由NASA开发，疏淡用于探伤系新手星的千里镜，又被称为“苔丝”。

TESS的轨谈位于高地球轨谈，为高椭圆轨谈，其偏心率为0.55，近地方和远地方的距离辨认约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨谈不错得到天际南北半球的无遮图像。

TESS绕地球运行，念念象图

（图：shutterstock）▼

TESS于2018年4月18日辐射升起，预设的主要任务为2年，于今仍在运行。截止2023年8月，TESS发现了373颗已阐述的系新手星。

TESS，登程（图：wiki）▼

中国巡天际间千里镜

(China Space Station Telescope， CSST)

CSST将是中国第一个光学空间巡天千里镜，它于2013年11月立项，预测在2024年辐射，将在400公里高的轨谈上运行。这意味着CSST具备在轨珍惜升级的本事。

CSST兼具大视场和高像质的优异性能，是哈勃视场的300倍。CSST的酌量运行期为10年，将对17500普通度的天区进行多波段成像和无缝光谱不雅测，并对遴择的天体或天区开展细密不雅测筹商，以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱，并通过胜利成像搜寻和筹商太阳系新手星。

中国巡天际间千里镜意见图

（图：bao.ac.cn/csst/）▼

CSST的主要科学目标有：

1.对天地加快扩张、暗能量、暗物资、星系成团性和天地大要领结构的筹商；

2.星系和算作星系核，包括高红移星系和超大质料黑洞；

3.恒星算作、酿成和演化；

4.系新手星、原行星盘和太阳系天体不雅测筹商；

5.暂现源/变源和紧迫天文事件反映，举例引力波搜寻、高红移伽马射线暴和快速射电暴等。

“中国天眼”500米口径球面射电千里镜

(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST)

“中国天眼”是当今寰宇上第一大的球面射电千里镜。名目早在1994年就被建议并启动进行预研责任。到2020年1月11日通过验收，矜重启动运行。

“中国天眼”宛如玉盘（图：共生地球）▼

因为天体目标在畅通，是以中国天眼在追踪不雅测时，抛物面要一直箝制地追踪变化。于是，反射面连接变形，吊挂在钢索上馈源也要进行相应的畅通。

为了维持这一功能，中国科学家将4450块三角形主动反射面安设在球形的大网兜内上层，大网兜的2225个节点酿成了4450个三角形区域，每个节点上有斜拉的钢索，绽开到大地，钢索底下有液压促动器往下拽钢索，每一个节点都不错双向畅通。通过联结放置，精准调理每个节点的畅通距离，就不错使得球面变酿成抛物面，达成变形。

功能遒劲（底图：壹图网）▼

其科学目标有：

1.大范围中性氢的巡天探望，绘画天地早期图像；

2.建树脉冲星计时阵，参与异日脉冲星自主导航和引力波探伤；

3.主导国外甚长基线过问测量网，探伤天体的超细密结构；

4.检测星际通讯讯号，参与地外漂后搜索。

它是搜寻脉冲星的利器（图：图虫创意）▼

上述神器是现时最为引东谈主细心的天文不雅测开辟，为天体裁家们带来了丰富的科学产出。中国在某些方面处于国外前沿地位，举例在暗物资探伤和射电千里镜规模取得了显赫发扬。而在光和热红外波段，与国外先进水平仍存在较大差距。

跟着天体裁的发展，异日将需要更大口径的空间千里镜来捕捉更多隐微天体的色泽。当今仍是出现了一些针对异日空间千里镜的遐想意见神秘顾客接单平台，举例大口径先进本事空间千里镜和单孔径远红外天文不雅测千里镜。这些不雅测神器将极大地进步手类对天地的认识。

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