我们所在的位置身处宇宙之中,但不妨碍我们从自己的立足点观察头顶的星空了解这个世界。

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远古部落时代的巫师和古代钦天监没有现代天文学仪器,他们眼界只能局限于视星等很低的天体,比如靠近地球的太阳系内行星以及各大星座。

他们只能靠肉眼;为了努力观察的清楚,他们修建了几十米高的观星台,希望能离星空更近些。

伽利略发明天文望远镜后,这几百年来天文学取得长足进步。今天科学家想要口径更大的观测仪器的同时,还想要脱离地球大气层和地表光污染的干扰,前往太空。

哈勃太空望远镜

哈勃太空望远镜就是其中最知名的,更先进的韦伯望远镜依然在诺格的实验室里调试。

我国在国力和科研实力取得长足进步的今天,三年前就有了自己的空间望远镜,不过好像不怎么出名。

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硬X射线调制望远镜(HXMT)

我国第一部太空望远镜是在2017年发射的硬X射线调制望远镜(HXMT),它接收X射线宽波段光谱,观测黑洞、中子星、活动星系核等高能天体。

今年我国科学家就利用这台太空望远镜找到了迄今为止,人类直接且非常可靠地测量到的宇宙中的最强磁场——吸积脉冲星GRO J008-57;该成果已经发表在《天体物理学报通讯》杂志上。

相比于HXMT,鸽子感觉大家对国产版的哈勃太空望远镜更感兴趣,这个新望远镜在接下来几年我国空间站建设时就会发射升空,运行在空间站附近;这样可以更方便地维护望远镜。

哈勃望远镜只能使用航天飞机维修

而不用每次维修专门像美国一样使用航天飞机,一旦航天飞机退役,望远镜只能靠备份设备硬撑;届时我国将一改长期在天文光学观测设备方面的落后局面,拥有性能比哈勃更强悍的太空之眼。

地球近地轨道是望远镜的最理想位置吗?

根据今日宇宙消息,上个月科学家在《天体物理学杂志》发表研究成果,已经进入柯伊伯带的新视野号探测器,在经过冥王星后,距离地球六十亿公里的位置,发现了更好的观测位置。

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2015年7月,美国宇航局的新视野号探测器创造了历史,成为首个近距离飞越冥王星的探测器。随后首次遇到柯伊伯带天体——天涯海角

相比于上个世纪七十年代发射的旅行者们,新视野号于2006年发射,它拥有更先进的观测仪器和通信设备。

使用核电池的新视野号

利用探测器的远程侦察成像仪(LORRI)的数据,美国国家光学天文台(NOAO)和西南研究所(SwRI)组成研究小组,对宇宙光学背景(COB)进行了测量。

远程侦察成像仪(LORRI)设备位置

简单地说,宇宙光学背景指来自于除银河系以外可观测宇宙中所有光源的光。通过测量这些光,科学家能够辨别恒星的位置、星系的大小和密度,并验证关于宇宙结构的构想和形成的理论。

此外,天文学家还试图确定宇宙光学背景是否存在扩散分量,扩散分量是指与当前已知物体无关的光子来源。

太阳光照对观测的影响范围

了解它们可以知道宇宙光学背景有多少来自宇宙低密度区域的天体,还可以反映出由更奇特的过程产生的光子,比如暗物质的湮灭或衰变。

但是在新视野号之前,关于宇宙光学背景研究总是存在很大干扰,地表的大型天文望远镜受大气影响,而在近地轨道运行的太阳望远镜受黄道光影响。

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黄道光是指在夜空中靠近太阳的地方,沿着黄道或黄道带泛出略呈三角形的白色微光。

两大因素的干扰,造成对宇宙光学背景观测数据总是存在很大的误差,但是如果能到太阳系的偏远地区,这种干扰情况就要好上不少。

黄道光
运行在近地轨道的哈勃望远镜结构

虽然先锋10号和11号以及两颗旅行者早已抵达太阳系外界,但它们的设备落后,已经难堪大任,这个任务非常适合交给新视野号来干。

更远的新视野号看见了什么?

当新视野号掠过冥王星后,距离太阳42到45个AU时(AU:天文学长度单位,地球与太阳的平均距离1.49亿公里),科学家控制新视野号的远程侦察成像仪观测宇宙光学背景,发现其亮度是哈勃望远镜所能观测到的亮度10倍。

新视野号得到的宇宙光学背景
新视野号发现的视星等超过30的星系

果然远离太阳所带来的光污染干扰,带来的好处极大!

研究小组通过新视野号的数据发现,我们目前对暗淡星系的认知不足,在地球附近受干扰影响,至少有一半视星等在30或30以上的星系没有被观测到。

基于哈勃的观测数据,十年前科学家曾经认定在可观测的宇宙中有2000亿个星系,随着探测器的不断远离,2016年天文学家更新了数据,在可观测的宇宙中有多达两万亿个星系。

当人类的眼界随着探测器走向太阳系外时,我们才发现还是低估了。宇宙虽然极端空旷,但物质世界还要更加丰富多彩。随着新视野号的新数据不断传回,可能今后几年这个数据还会不断刷新。

新视野号仅仅在冥王星之外就发现了如此多的观测结果,如果把哈勃这种级别的望远镜放在那个位置,相信结果会更加的惊人。

也许在几百年后,地表会沦为天文学家心目中观测宇宙的下下之选,只算天文爱好者的娱乐之地。近地天基望远镜成标配,太阳系外侧备受追捧,恒星系和恒星系之间空旷的星际空间,才是完美之地(笑)。

(文中图片来自网络,如侵删)

参考资料:

New Horizons Observations of the Cosmic Optical Background.Tod R. Lauer.