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翰墨：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，但东谈主类不行能恒久被管制在摇篮里。”

东谈主类在地球上照旧生涯了600万年，咱们的摇篮也小数点扩大，从一个聚落、一派大陆到统共这个词星球。但和开阔的星辰大海比较，又如斯的细微。

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，东谈主类一直在赓续转变千里镜。

本文将简要清点一下现在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日放射腾飞，并运行于今。其轨谈位置为低地球轨谈，现在位于地表上方535公里处。

哈勃锁定主张相配准，额外于能把激光准确映照在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“星系天文体之父”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，关于建造天地距离表率相配蹙迫；

2.不雅测到了天地的推广速率正在加快，为预计暗能量的存在和性质提供了把柄；

3.不雅测到了邃古星系的酿成和演化经由，为预计天地早期提供了可贵数据；

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地黑洞；

6.不雅测了天地布景辐射；

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，长远了解了恒星的酿成经由。

迄今为止，哈勃千里镜照旧进行了援救150万次不雅测，总归档数据援救340TB，天文体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，秀气如烟火▼

詹姆斯·韦伯空间千里镜

(James Webb Space Telescope， JWST)

韦伯空间千里镜原筹办于2007年放射，但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲天外总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的配合名目。

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点不错保握背向太阳和地球的标的，易于校准和保护，况且在辩别太阳的一侧，是以成心于红外不雅测。

韦伯的特长在红外不雅测，它约略看到更多，更老的恒星和星系。但L2轨谈是不屈定的，需要能源保管千里镜姿态和位置，现在韦伯佩戴的鼓舞剂富饶使用10年，是以它的任务主张时辰即是10年。

测试中的韦伯主镜，科幻感爆棚（图：wiki）▼

韦伯的主要科学主张是：

1.主要的任务是不雅测今天可见与天地的初期状况；

2.寻找天地大爆炸后酿成的第一批恒星和星系的光；

3.预计星系的酿成和演化；

4.预计恒星酿成，行星系统的演化经由和人命的发祥。

韦伯空间千里镜的发现包括但不限于初度径直拍摄系新手星、发现存史以来最远处的星系、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存眷。

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峙

（图：NASA's JWST）▼

盖亚任务

(Gaia)

盖亚任务是欧洲天外总署的天外千里镜，尽力于于绘图一张精准的星河系三维星图。该任务于2013年12月19日放射腾飞，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。

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，时长握续5年。不雅测波段为可见光。

职责中的盖亚，思象图（图：wiki）▼

Gaia的主要科学产出有：

1.测量咱们太阳系的加快度；

2.转变近地小行星的轨谈；

3.转变恒星掩星暗影轨谈预测；

4.发现了更多的罕见恒星、超高速恒星、新小行星和系新手星，揭示了天外中的气态结构；

5.揭示星河系在早期(约莫在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130亿年前驱动酿成，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，援救99.9%的天体从未被精准测量过距离。展望盖亚任务收尾时，归档数据将援救1PB。

使用盖亚第三阶段而已绘图的四张图

（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日放射。

悟空号的轨谈类型为太阳同步轨谈，轨谈高度约为500公里。原筹办运行寿命为3年，但自从2015年放射后，于今仍在入伍，况且职责状况精致。悟空号筹算搭载了四种不同的灵验载荷，结构如下图。

悟空号卫星的科学载荷结构暗示图

（底图：紫金山天文台）▼

其主要科学主张是暗物资转折探伤，次要主张是寻找天地射线的发温暖伽马射线天体物理预计，主要科学产出有：

1.2017年，初度在1.5TeV处不雅测到了昭彰超出的峰值；

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

3.“悟空”号卫星530天的运行筹算纪录到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分散。揭示出电子能谱存在的一处拐折和一处可能的尖峰结构；

“牢牢把握高质量发展这个首要任务和构建新发展格局这个战略任务”“努力在推动边疆民族地区高质量发展上展现更大作为”……

4.纪录到昭彰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思的模样。

悟空号在暗物资转折探伤方面，郑州神秘顾客公司具有较强的外洋竞争力。

宽视场红外巡天探伤卫星

(Wide-field Infrared Survey Explorer， WISE)

WISE是NASA在2009年放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。

该千里镜的四个职责波长别离为3.4，4.6，12和22微米，别离记为W1，W2，W3和W4。到2011年2月，固态氢沿途败坏，千里镜插手就寝状况。

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援救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颗潜在危境小行星和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，为地球撞击恐吓评估提供数据；2.不雅测彗星；3.预计小行星族群；4.测量小行星的大小分散和倒映率。

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）

系新手星凌星巡天卫星是一颗由NASA开发，特意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，近场地和远场地的距离别离约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨谈不错取得天际南北半球的无遮图像。

TESS绕地球运行，思象图

（图：shutterstock）▼

TESS于2018年4月18日放射腾飞，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颗已说明的系新手星。

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，展望在2024年放射，将在400公里高的轨谈上运行。这意味着CSST具备在轨珍重升级的智商。

CSST兼具大视场和高像质的优异性能，是哈勃视场的300倍。CSST的筹办运行期为10年，将对17500肤浅度的天区进行多波段成像和无缝光谱不雅测，并对彩选的天体或天区开展邃密不雅测预计，以获取数十亿恒星与星系的测光数据和数亿条光谱，并通过径直成像搜寻和预计太阳系新手星。

中国巡天际间千里镜倡导图

（图：bao.ac.cn/csst/）▼

CSST的主要科学主张有：

1.对天地加快推广、暗能量、暗物资、星系成团性和天地大表率结构的预计；

2.星系和步履星系核，包括高红移星系和超大质地黑洞；

3.恒星步履、酿成和演化；

4.系新手星、原行星盘和太阳系天体不雅测预计；

5.暂现源/变源和蹙迫天文事件反映，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”是现谢宇宙上第一大的球面射电千里镜。名目早在1994年就被建议并驱动进行预研职责。到2020年1月11日通过验收，慎重驱动运行。

“中国天眼”宛如玉盘（图：共生地球）▼

因为天体主张在畅通，是以中国天眼在追踪不雅测时，抛物面要一直赓续地追踪变化。于是，反射面赓续变形，吊挂在钢索上馈源也要进行相应的畅通。

为了赈济这一功能，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，贯穿到大地，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。通过承接狂妄，精准逶迤每个节点的畅通距离，就不错使得球面变酿成抛物面，齐备变形。

功能浩瀚（底图：壹图网）▼

其科学主张有：

1.大范畴中性氢的巡天拜访，绘图天地早期图像；

2.建造脉冲星计时阵，参与往时脉冲星自主导航和引力波探伤；

3.主导外洋甚长基线插手测量网，探伤天体的超邃密结构；

4.检测星际通讯讯号，参与地外端淑搜索。

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防护的天文不雅测拓荒，为天文体家们带来了丰富的科学产出。中国在某些方面处于外洋前沿地位，举例在暗物资探伤和射电千里镜范围取得了显贵领会。而在光和热红外波段，与外洋先进水平仍存在较大差距。

跟着天文体的发展，往时将需要更大口径的空间千里镜来捕捉更多轻微天体的明后。现在照旧出现了一些针对往时空间千里镜的瞎想倡导郑州神秘顾客公司，举例大口径先进时代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提能手类对天地的贯通。