2025年6月23日天文學家公布了一幅新的宇宙圖像:
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這是用一個剛剛建造的天文望遠鏡維拉魯賓天文臺拍攝。
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數以千萬的星系以及恒星,此時猶如沙粒那般密密麻麻。
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維拉魯賓天文臺是一個全新模式的天文望遠鏡,它將以前所未有的方式讓我們看到一幅充滿活力的宇宙。
天文學家更是對它寄予厚望,希望它在運行一年的時間里找到第九行星的蹤跡;以及尋求最大謎團暗物質的秘密。
那么,這個望遠鏡到底有什么特殊的地方會讓天文學家寄予如此厚望。
這期我們就來認識下維拉魯賓天文臺。
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天文望遠鏡
從古至今,我們人類一直都在仰望星空,希望從星空中找到我們存在的真諦。
而天文望遠鏡的出現,成為了如今我們探索星空最大的利器。
它可以讓我們身臨其境般的探索星空。
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但不同的探索方式卻演化出了如今兩種模式的望遠鏡。
一個是大口徑小視場的望遠鏡;一個則是寬視場的巡天望遠鏡。
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小視場的望遠鏡可以讓我們仔細的研究單一的天體,比如哈勃韋伯望遠鏡。
它們的口徑一般很大,可以收集更多的光子。
所以往往可以看到很遠以及很暗的天體。
不過隨著倍率的增加,我們看到的視場會越來越小。
所以這樣的望遠鏡我們只能探測目標天體及其附近的一小片天區。
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要是探測大面積天區的話,我們要花費很長很長的時間逐步拍攝。
所以為了在短時間內可以探測大面積的天區,天文學家制造了一種寬視場望遠鏡。
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寬視場巡天望遠鏡的視場很大,一次可以拍到很多的天體。
不過它的缺點是無法讓我們看到更遠更暗的天體。
因此,兩種望遠鏡本質上的差異引發了一個問題,我們為何不能取長補短,將兩者的觀測模式結合,建造一臺既能看到更暗更遠,又能大視場巡天的望遠鏡。
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綜合巡天望遠鏡
2001年天文學家提出了這樣的設計舉措,希望建造一臺大口徑的綜合巡天望遠鏡。
這便是維拉魯賓望遠鏡的建造初衷。
但相比于傳統模式的望遠鏡,這種結合后的綜合望遠鏡的性能以及所帶來的科學價值是否會超過傳統拍攝,又是否值得投入大量的資金,這是一個疑問。
所以即便天文學家有這個新奇的想法,但資金的不足也只能讓這個項目一直擱淺。
直到2008年私人資金的資助,西蒙尼以及比爾蓋茨等人的資助。
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這才讓魯賓望遠鏡的建設慢慢步入正軌。
因此魯賓望遠鏡也有另一個稱呼:西蒙尼巡天望遠鏡。
這便是為了感謝他們的資助。
從提出設想到建設:2001年到2014年8月正式建造,再到2024年的建成,再到2025年6月23日的首次觀測圖像。
二十多年的等待!
終于,我們以一種全新的模式仰望了星空。
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從太陽系內的小行星、到銀河系的恒星、再到河外星系。
這幅圖像涵蓋天體的數量非常的龐大。
強大的視場
魯賓望遠鏡具有三個鏡面,最大的主鏡8.4米,星光經過三個鏡面的反射后最終進入一個高達3.2億像素的數碼相機內,從而進行拍攝。
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每一張照片覆蓋的視場為10平方度,大約是45個滿月覆蓋的范圍。
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每晚它可以拍攝大約一千張這樣的照片,按照這個速度,它僅僅需要三到四個夜晚就能拍攝整個南半球的天空。
然后再重復,日復一日。
這樣我們會得到南半球不同時間的天空照片,疊加之后,最終我們得到的將是一幅動態的宇宙延時畫面。
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動態的畫面有助于我們識別天體的運動以及微小的變化。
所以那些微小而不易察覺的天體最終會在這樣的畫面中顯現。
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這便是魯賓天文臺的強大之處。
魯賓天文臺會自動和之前的拍攝進行對比,自動識別出具有變化的天體,并對天文學家發出警報。
每晚它預計會發出一千萬條這樣的警報,這些警報最終會被分發到不同研究領域的天文學家手中,比如研究超新星的天文學家、小行星的天文學家,從而得到篩選分析出最終的結果。
首次的觀測,它便展示出了這樣的能力。
在這次短短10個小時的觀測時間里,魯賓天文臺識別到了兩千多個小行星的運動以及銀河系內一些變星的閃爍。
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所以為什么說它是最有可能尋找到第九行星的望遠鏡,這就是原因。
而微小的變化不只是說只有位置的變化,魯賓望遠鏡的靈敏度還會識別到天體微弱的亮度變化。
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天體的亮度變化除過像變星和一些瞬態的天文事件-超新星這些外。
它還存在一種非常特別的效應:微引力透鏡效應。
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這種效應對天文學家尋找暗物質具有很大的幫助。
暗物質我們看不見,但它存在引力,有了引力它就可以產生微引力透鏡效應,使其背景光源扭曲變亮。
魯賓望遠鏡將會識別到這些變化,幫助我們尋找暗物質的秘密。
而魯賓天文臺這一名字的來源也正是來自研究暗物質的先驅者,一位偉大的女性天文學家維拉-魯賓。
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總之呢,魯賓天文臺將會已一種全新的巡天模式帶領我們探索星空。
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