八大年夜不雅观测神器中国占几个？| 地球常识局,观测星星用什么望远镜。

文章目录 [+]

(⊙_⊙)

每天一篇环球人文与地理

八大年夜不雅观测神器中国占几个？| 地球常识局八大年夜不雅观测神器中国占几个？| 地球常识局人工智能

微信"大众年夜众号：地球知识局

（图片来自网络侵删）

NO.2579-不雅观测宇宙神器

笔墨：行星不发光

校稿：辜汉膺 / 编辑：蛾

航天之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基说过：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永久被束缚在摇篮里。
”

人类在地球上已经生活了600万年，我们的摇篮也一点点扩大，从一个聚落、一片大陆到全体星球。
但和浩瀚的星辰大海比较，又如此的微小。

从远在拉格朗日点的詹姆斯·韦伯望远镜，到藏在贵州深山里的中国天眼。
为了准确、全面地不雅观测宇宙，人类一贯在不断改进望远镜。

本文将简要盘点一下目前仍在运行的宇宙不雅观测神器。

哈勃天文望远镜(Hubble Space Telescope，HST)

哈勃天文望远镜于1990年4月24日发射升空，并运行至今。
其轨道位置为低地球轨道，目前位于地表上方535公里处。

哈勃锁定目标非常准，相称于能把激光准确照射在320公里外的硬币上。
哈勃可全天区范围不雅观测，可不雅观测波段为可见光波段和紫外波段。

▲图注：以“星系天文学之父”埃德温·哈勃为名

（图：wikipedia）

哈勃紧张的科学创造和科研产出有：

1.丈量了宇宙中不同天体的间隔，对付建立宇宙间隔尺度非常主要；

2.不雅观测到了宇宙的膨胀速率正在加速，为研究暗能量的存在和性子供应了证据；

3.不雅观测到了远古星系的形成和蜕变过程，为研究宇宙早期供应了宝贵数据；

4.通过不雅观测星系和星团的引力透镜效应，创造了暗物质的存在；

5.不雅观测到许多星系中央存在超大质量黑洞；

6.不雅观测了宇宙背景辐射；

7.创造了柯伊伯带中的天体和不雅观测了外太阳系行星和其卫星；

8.不雅观测到许多系生手星，创造了一些类地行星。

9.通过不雅观测星云和年轻恒星，深入理解了恒星的形成过程。

迄今为止，哈勃望远镜已经进行了超过150万次不雅观测，总存档数据超过340TB，天文学家利用哈勃数据揭橥了19000多篇科学论文。

▲图注：多年来，哈勃望远镜拍摄的佳作不少

比如，这张2014年版“创生之柱”

▲图注：再比如，Westerlund 2，残酷如烟火

詹姆斯·韦伯空间望远镜(James Webb Space Telescope, JWST)

韦伯空间望远镜原操持于2007年发射，但一贯推迟到2021年12月25日。
它是NASA、欧洲太空总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的互助项目。

▲图注：韦伯空间望远镜，长这样（底图：wiki）

其轨道位置为日地系统的拉格朗日L2点，间隔地球至少150万公里，L2点可以保持背向太阳和地球的方位，易于校准和保护，而且在阔别太阳的一侧，以是有利于红外不雅观测。

韦伯的特长在红外不雅观测，它能够看到更多，更老的恒星和星系。
但L2轨道是不稳定的，须要动力坚持望远镜姿态和位置，目前韦伯携带的推进剂足够利用10年，以是它的任务目标韶光便是10年。

▲图注：测试中的韦伯主镜，科幻感爆棚（图：wiki）

韦伯的紧张科学目标是：

1.紧张的任务是不雅观测本日可见与宇宙的初期状态；

2.探求宇宙大爆炸后形成的第一批恒星和星系的光；

3.研究星系的形成和蜕变；

4.研究恒星形成，行星系统的蜕变过程和生命的起源。

韦伯空间望远镜的创造包括但不限于首次直接拍摄系生手星、创造有史以来最迢遥的星系、详细不雅观测了系生手星的大气层和星系碰撞时的恒星形成等，个中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体，引起了人们的极大关注。

▲图注：韦伯望远镜拍摄的船底座星云部分图像

（横屏，图：NASA's JWST）

▲图注：韦伯望远镜2022年拍摄的南环星云

犹如一块嵌在玄色丝绒上的蓝宝石

（图：NASA's JWST）

盖亚任务(Gaia)

盖亚任务是欧洲太空总署的太空望远镜，致力于绘制一张精确的银河系三维星图。
该任务于2013年12月19日发射升空，运行至今，正在不雅观测银河系内外近20亿个星体。
其轨道位于日地系统的拉格朗日L2点。

Gaia任务包含两个望远镜，它们以固定的广角进行不雅观测，对不雅观测范围内的每个天体均匀不雅观测70次，时长持续5年。
不雅观测波段为可见光。

▲图注：事情中的盖亚，想象图（图：wiki）

Gaia的紧张科学产出有：

1.丈量我们太阳系的加速度；

2.改进近地小行星的轨道；

3.改进恒星掩星阴影轨道预测；

4.创造了更多的罕有恒星、超高速恒星、新小行星和系生手星，揭示了太空中的气态构造；

5.揭示银河系在早期(大约在100亿年前)可能与另一个大星系并合后形成；

6.推测银河系“厚盘”部分在130亿年前开始形成，间隔大爆炸仅8亿年；

7.白矮星随着内部的冷却，会变成固体球体。

在Gaia不雅观测到的天体中，超过99.9%的天体从未被精确丈量过间隔。
估量盖亚任务结束时，存档数据将超过1PB。

▲图注：利用盖亚第三阶段资料绘制的四张图

（图：ESA / Gaia / DPAC）

“悟空”暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particle Explorer, DAMPE)

暗物质粒子探测卫星是我国第一个空间天文探测器，命名为“悟空”。
由中科院紫金山天文台主导，于2015年12月17日发射。

悟空号的轨道类型为太阳同步轨道，轨道高度约为500公里。
原操持运行寿命为3年，但自从2015年发射后，至今仍在服役，而且事情状态良好。
悟空号共计搭载了四种不同的有效载荷，构造如下图。

▲图注：悟空号卫星的科学载荷构造示意图

（底图：紫金山天文台）

其紧张科学目标是暗物质间接探测，次要目标是探求宇宙射线的起源和伽马射线天体物理研究，紧张科学产出有：

1.2017年，首次在1.5TeV处不雅观测到了明显超出的峰值；

2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的宇宙线质子精确能谱丈量结果，发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精确丈量结果；

3.“悟空”号卫星530天的运行共计记录到28亿个宇宙线粒子, 科学家从中筛选出了约150万个高能量的电子, 丈量出了这些电子的能谱分布。
揭示出电子能谱存在的一处拐折和一处可能的尖峰构造；

4.记录到明显增强的伽马射线爆创造象，这一爆发在12月16日达到了峰值；

5.丈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人意料的形状。

悟空号在暗物质间接探测方面，具有较强的国际竞争力。

宽视场红外巡天探测卫星(Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE)

WISE是NASA在2009年发射的空间红外望远镜，运行期间共对约158000颗小行星进行了不雅观测，个中包括约34000颗新创造的小行星。

该望远镜的四个事情波长分别为3.4，4.6，12和22微米，分别记为W1，W2，W3和W4。
到2011年2月，固态氢全部耗尽，望远镜进入休眠状态。

▲图注：2010年，WISE拍摄的C/2007 Q3

（图：wikipedia）

▲图注：WISE拍摄的图像（图：NASA）

2013年8月，WISE被唤醒，连续利用W1和W2波段进行巡天不雅观测，并更名为NEOWISE，用于探测近地小天体。

截止2022年4月，NEOWISE共对40700个太阳系天体进行了超过120万次红外丈量，包括1380颗近地小行星和246颗彗星，个中创造了347颗潜在危险小行星和34颗彗星。

NEOWISE位于太阳同步轨道，间隔地表525公里，紧张任务包括：

1.搜索近地小行星，为地球撞击威胁评估供应数据；2.不雅观测彗星；3.研究小行星族群；4.丈量小行星的大小分布和反照率。

▲图注：C/2020 F3，于2020年被NEOWISE创造

（图：wikipedia）

凌日系生手星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS）

系生手星凌星巡天卫星是一颗由NASA开拓，专门用于探测系生手星的望远镜，又被称为“苔丝”。

TESS的轨道位于高地球轨道，为高椭圆轨道，其偏幸率为0.55，近地点和远地点的间隔分别约为10.8 万公里和37.3万公里。
该轨道可以得到天空南北半球的无遮图像。

▲图注：TESS绕地球运行，想象图

（图：shutterstock）

TESS于2018年4月18日发射升空，预设的紧张任务为2年，至今仍在运行。
截止2023年8月，TESS创造了373颗已确认的系生手星。

▲图注：TESS，动身（图：wiki）

中国巡天空间望远镜(China Space Station Telescope, CSST)

CSST将是中国第一个光学空间巡天望远镜，它于2013年11月立项，估量在2024年发射，将在400公里高的轨道上运行。
这意味着CSST具备在轨掩护升级的能力。

CSST兼具大视场和高像质的精良性能，是哈勃视场的300倍。
CSST的操持运行期为10年，将对17500平方度的天区进行多波段成像和无缝光谱不雅观测，并对挑选的天体或天区开展风雅不雅观测研究，以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱，并通过直接成像征采和研究太阳系生手星。

▲图注：中国巡天空间望远镜观点图

（图：bao.ac.cn/csst/）

CSST的紧张科学目标有：

1.对宇宙加速膨胀、暗能量、暗物质、星系成团性和宇宙大尺度构造的研究；

2.星系和活动星系核，包括高红移星系和超大质量黑洞；

3.恒星活动、形成和蜕变；

4.系生手星、原行星盘和太阳系天体不雅观测研究；

5.暂现源/变源和主要天文事宜相应，例如引力波征采、高红移伽马射线暴和快速射电暴等。

“中国天眼”500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST)

“中国天眼”是目前天下上第一大的球面射电望远镜。
项目早在1994年就被提出并开始进行预研事情。
到2020年1月11日通过验收，正式开始运行。

▲图注：“中国天眼”宛如玉盘（图：共生地球）

由于天体目标在运动，以是中国天眼在跟踪不雅观测时，抛物面要一贯一直地跟踪变革。
于是，反射面不断变形，悬挂在钢索上馈源也要进行相应的运动。

为了支持这一功能，中国科学家将4450块三角形主动反射面安装在球形的大网兜内表层，大网兜的2225个节点形成了4450个三角形区域，每个节点上有斜拉的钢索，连接到地面，钢索下面有液压匆匆动器往下拽钢索，每一个节点都可以双向运动。
通过联合掌握，精确调节每个节点的运动间隔，就可以使得球面变形成抛物面，实现变形。

▲图注：功能强大（底图：壹图网）

其科学目标有：

1.大规模中性氢的巡天调查，绘制宇宙早期图像；

2.建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测；

3.主导国际甚长基线干涉丈量网，探测天体的超风雅构造；

4.检测星际通信讯号，参与地外文明搜索。

▲图注：它是征采脉冲星的利器（图：图虫创意）

上述神器是当前最为引人瞩目的天文不雅观测设备，为天文学家们带来了丰富的科学产出。
中国在某些方面处于国际前沿地位，例如在暗物质探测和射电望远镜领域取得了显著进展。
而在光和热红外波段，与国际前辈水平仍存在较大差距。

随着天文学的发展，未来将须要更大口径的空间望远镜来捕捉更多微弱天体的光芒。
目前已经涌现了一些针对未来空间望远镜的设计观点，例如大口径前辈技能空间望远镜和单孔径远红外天文不雅观测望远镜。
这些不雅观测神器将极大地提高人类对宇宙的认知。

参考资料：

1.https://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=56176；

2.https://fast.bao.ac.cn/；