Tag: 天文学研究

在过去的三个星期，鲍勃·史蒂文斯每个晴朗的夜晚都把家里的望远镜对准同两颗星，希望目睹宇宙中最猛烈的事件之一——一次比太阳亮一百万倍的新星爆发。科学家表示，这次喷发可能随时发生，激起了全球主要天文台的兴趣，它有望推动我们对湍流双星系统的理解。然而，尽管NASA和其他科学机构拥有高科技的观测能力，但天体物理学家们仍然依赖像史蒂文斯这样的无数业余天文学家首先发现爆炸。原因是？他们设备的成本太高，无法连续几个月地将其设备对准同一目标。“我认为每个人都会在爆炸发生时看它，但只是坐在那里看并不会让它发生，” 汤姆·梅内吉尼说，他是威尔逊山天文台的望远镜运营主任和名誉执行主任。“这就像是看着水壶熬开，”他开玩笑说。这颗星离我们太远，以至于光线需要 3,000 年才能抵达地球，这意味着爆炸发生在埃及金字塔的最后一座建成之前。它只会在几天内像北极星那样明亮，然后淡入黑暗。一旦发现，地球上和太空中一些最先进的天文台将加入观测，包括NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜。“很多人都急切等待着发现这颗新明星，” 加州理工学院的天文学教授曼西·卡斯利瓦尔说，他计划利用位于圣迭戈县东北部的帕洛玛天文台观测这个事件。新星将在北冠座的爆发。T Coronae Borealis，又称为 Blaze Star，实际上是两颗星——一个炽热而密集的白矮星，一个较冷的红巨星。白矮星早已耗尽燃料，塌缩到大约地球大小，它已经从比它大的邻居那里吸走了氢气约一个人类寿命。这些被盗的气体在白矮星周围形成了一个盘，就像土星的环的热乱版本。很快，这个盘会变得如此沉重，以至于变得暴烈而难以控制，最终像热核炸弹一样爆炸。然而，没有一颗星被摧毁，这个过程大约每 80 年重复一次。这一次，像史蒂文斯这样的爱好者已经准备好在这颗星新星爆发时发出警报。这些业余观察者远非仅仅是业余爱好者，许多人已经发表了自己的科学研究。史蒂文斯甚至在加利福尼亚州库卡蒙加的家里建了一个自己的天文台。他说：“城里人觉得那是个阳光房。” 检察员过后，他拆掉了固定屋顶的螺丝，让他可以将屋顶卷开，露出望远镜的清晰天空。每个晚上，他打开望远镜，花费一个多小时以上的时间获取数据，然后将数据发布到一个业余天文爱好者在线社区，他们几乎无休止地监测着这颗星。主要的天文台根本无法保持如此持续的观测。每天晚上，数百名科学家争夺时间来观察各种天文目标。对他们来说，将这些望远镜固定在 Blaze Star 上是在浪费宝贵的观测时间。关于新星何时发生的估计不尽相同，但大多数天体物理学家都同意，它将在年底之前发生，很可能在 8 月底之前发生。一旦爆发，一些警报系统被设置，以通知业余和专业人士。一些天文台甚至已经将他们的望远镜编程，当收到通知时，自动放弃当前的观测计划，并观察这颗新星，史蒂文斯说。主要的天文台还面临另一个复杂情况。许多他们的望远镜设计用来观察最微弱和最暗淡的目标，但新星爆发根本不是微弱的。将这些望远镜对准新星会淹没传感器，导致图片过曝。这就是为什么位于圣迭戈县北部的加州理工学院研究站帕洛玛天文台并未使用其标志性的直径 16 英尺的哈尔望远镜。相反，他们使用一台较小的望远镜，名为 Gattini-IR，位于距离大约四分之一英里的一座小砖建筑内。一旦新星爆发，Gattini-IR 会从每隔几个晚上观测 Blaze Star，变成每隔几个小时观测一次。科学家们表示，他们对新星还有很多要学习的地方。例如，物理学家仍然不确定为什么有些新星每十年爆发一次，而其他可能数千年都不会发生。一些研究人员怀疑像 Blaze Star 这样的新星可能是超新星的前兆。这些爆炸——比太阳亮几十亿倍——摧毁了星星，通常会留下黑洞。超新星对天文学家来说也是一种有用的测量距离的工具。研究类似事件已经带来了发现。最近，科学家们确定新星倾向于以比根据爆炸的强度预测的速度更快地将材料抛向太空。“我们想要理解新星的物理学，所以有一颗像 T Coronae Borealis 这样接近的新星，希望所有望远镜都能非常充分地研究，”加州理工学院教授卡斯利瓦尔说。其中一部分理解将部分归因于业余天文学家。由于望远镜的迅速发展，业余爱好者正在使用专业人士 20 年前甚至 80 年前都没有的技术，来自亚利桑那州阿帕奇联合的业余天文学家福雷斯特·西姆斯说，他也每天晴朗的夜晚观测这颗星。业余爱好者可以获得比大型望远镜更好的覆盖范围，因为“我们通常完全控制何时以及在何处我们可以指向...

太空探索：NASA SPHEREx望远镜即将上线，全天候搜索宇宙奥秘 2024年8月，NASA的SPHEREx望远镜正在接受测试。这项任务将在近红外光谱范围内进行首次全天候光谱调查，有助于解答天体物理学中的一些最重要问题。SPHEREx将填补其他太空望远镜的空白，通过探测人眼无法看到的红外光波长，为我们揭示宇宙及其内容的奥秘。 天体物理学的大问题 从二月底开始，NASA和喷气推进实验室将发射一颗名为SPHEREx的新望远镜进入地球轨道。它的目标是考察我们银河系中生命的基本成分以及宇宙起源。SPHEREx将加入其他太空望远镜的行列，通过探测人眼无法看到的红外光线，填补一个关键空白。新望远镜的红外探测器需要保持极低温，因此它被安置在三个同心锥体内，覆盖在一组镜子上，以保护它免受太阳能量和航天器自身热量的影响。整个设备看起来像一个巨大的漏斗。 "它的重量略小于一架钢琴，耗电量约270-300瓦特，比一个冰箱还要少，"SPHEREx副项目经理贝丝·法宾斯基在一月底的新闻发布会上说。与哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜等其他望远镜相比，这些望远镜可以以精细的细节看到天体物体，但视野相对有限。相比之下，SPHEREx"具有非常大的视野，我们每年都可以两次看到整个天空，"法宾斯基说。这种广阔的天空视野旨在让天文学家回答一些最重要的问题，比如我们是如何到达这里的。 了解宇宙的历史 SPHEREx的缩写是宇宙历史、再电离时代和冰冻探测器的光谱光度计。它将收集数百万个星系和恒星的成分和距离信息。科学家将利用这一地图研究大爆炸发生后的第一秒内发生了什么，星系是如何形成和演化的，以及我们银河系行星系统中水的起源。 在大爆炸后的一秒内，我们的宇宙急剧扩张了一个兆兆倍。"这种扩张将原子大小的微小波动扩大到我们今天看到的宇宙规模，"SPHEREx的主要投资者詹姆斯·博克在加州理工学院说道。天文学家们对宇宙最早时刻发生的事情有一个共识，但他们仍然不知道是什么推动了这种扩张，以及为什么它会发生。新望远镜的目标是通过绘制整个天空上数亿个星系的位置来帮助解答这些问题。 "我们不会看到大爆炸本身，"博克说，"但我们将从中看到余波，并通过这种方式了解宇宙的起源。我们可以使用确定星系的距离，以建立这个三维地图。"大爆炸后几亿年，出现了一个被称为宇宙黎明的时期，当时诞生了第一颗恒星和星系。博克说，五十亿年后，恒星形成达到高峰，此后一直在缓慢下降。但天文学家担心他们可能没有考虑到所有可能被其他望远镜遗漏的星系内的光。 "SPHEREx将通过一种新颖的方式解决这个问题，"博克说。"它将查看所有星系产生的总辉光。通过这种方式看，我们可以看到是否遗漏了任何光源，"让博克和其他人找到了迄今为止隐藏的星系。红外线也可以用于检测宇宙中特定分子的独特指纹，包括生命的基本组成部分——星际尘云中冰冻的水和有机物质。 "这对我们地球上的兴趣很大，"博克说，"因为我们在地球的海洋上看到的水——天文学家认为最初来自这些星际冰的储藏库。"望远镜收集的所有数据将对科学家免费开放，包括那些未参与SPHEREx开发的科学家，如哈佛和史密松天体物理中心的行星科学家斯蒂芬妮·贾马克。 "它的设计方式，"她说，"将对各种不同的科学问题和机会非常有用。"对贾马克来说，这包括检查我们太阳系内的物体，如小行星。她说，SPHEREx的红外探测器将帮助她识别感兴趣的特定小行星，然后可以使用詹姆斯·韦伯等其他望远镜对其进行更详细地观察。 "拥有新的一套观测数据总是令人兴奋的，"贾马克说。法宾斯基也很兴奋。"如果哈姆雷特是对的，天堂和地球上的事物比我们哲学上所梦见的还要多，SPHEREx将通过其全天候光谱调查捕捉到这一点，"她在新闻发布会结束时说。

中国国家天文台周二宣布，中国五百米口径球面射电望远镜发现的脉冲星数量已超过1,000颗，超过了过去七年所有其他国际望远镜发现的总数。 这些脉冲星包括大量毫秒脉冲星和脉冲星双星，丰富了已知脉冲星的多样性和数量，对于理解脉冲星的形成和演化具有重要意义，中国FAST运行和发展中心的首席科学家朱伟伟表示。 脉冲星是已经死亡的大质量恒星的残骸。由于其高密度、快速旋转和强磁场，它们被认为是研究许多前沿天文问题的“自然实验室”。 1967年发现的第一颗脉冲星证明了中子星的存在，赢得了1974年的诺贝尔奖。 1974年发现的双脉冲星提供了引力波辐射存在的间接证据，赢得了1993年的诺贝尔奖。 朱说：“观测脉冲星可以测试广义相对论，探测低频引力波，并为脉冲星物理的理论研究提供关键数据。” FAST于2017年首次发现了脉冲星。自2020年正式开放以来，该望远镜每年平均观测时间超过5,000小时。 自2021年以来，它已向国际申请开放，约一半的观测时间分配给开放项目，朱说。 中国国家天文台研究员韩金林领导的团队自2020年以来一直在进行银河系平面的脉冲星调查，迄今已发现超过750颗脉冲星。 韩说，团队的发现为银河系中微弱脉冲星提供了关键证据。在银河系星场中发现的毫秒脉冲星和脉冲星双星为了解双星演化路径仍在争论中的提供了新见解，并作为监测引力波的优秀探针。 澳大利亚科学院院士迪克·曼彻斯特说：“FAST的发现包括许多已知的最弱和最低亮度的脉冲星，为脉冲星无线电亮度函数的低端提供了新信息。” 北京大学教授徐仁新认为，与脉冲星相关的科学研究完美地体现了量子理论和相对论的基本原理。中国天眼这座世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜的建设开启了射电天文研究的新时代。 中国科技大学教授戴自高表示，脉冲星研究领域仍有许多关键问题尚未解决。中国天眼旨在观测和研究这些关键问题。 他说：“未来，中国天眼将探索提高空间分辨率的方法，并在更多领域发挥重要作用，如快速无线电爆发。预计它将取得更多重大成就，例如最终探测纳赫兹引力波信号，揭示快速无线电爆发的起源，并发现黑洞-中子星双星。”