巴拿马科技大学在巴拿马中部地区设立的天文观测站28日将开幕。这将是巴拿马的第一座天文观测设施,也是中美洲的第二座。
这座观测站位于首都巴拿马市西方150公里处,也是这个中美洲国家的地理中心点。站长狄加度(Delgado Rodney)表示,这个地点气候干燥,晴朗的夜晚多,最适合天文观测。
观测站的主要设备是一具由法国捐赠的14英寸LX200 GPS Meade天文望远镜,而观测站的总造价约60万美元。
狄加度表示,观测站的主要任务是调查宇宙和它的形成、观测月球和邻近地球的天体。未来它将与国际间其它类似观测站结盟,分享星象观测经验。
狄加度说,中美洲另一座天文观测站设在洪都拉斯。
目前,科学家基于钱德拉望远镜最新观测认为,一颗恒星可幸存于由一颗伴星进入超新星状态的爆炸碰撞中。
图像显示“第谷”超新星残骸中的铁物质
艺术家描述“第谷”超新星残骸中X射线弧光
据英国每日邮报报道,目前,钱德拉X射线望远镜最新观测图像可能为科学家提供揭开历史最著名超新星爆炸之谜的最新证据。
1952年,丹麦天文学家第谷·布拉赫(Tycho Brahe)观测发现一颗超新星爆炸,并将其命名为“第谷”。目前,科学家基于钱德拉望远镜最新观测认为,一颗恒星可幸存于由一颗伴星进入超新星状态的爆炸碰撞中。
美国马萨诸塞州大学丹尼尔·王(Q Daniel Wang)说:“看上去它的伴星爆炸时释放巨大的能量,但这颗恒星去毫无损失。很可能是当伴星爆炸时产生一股排斥力,结合轨道速率,使这颗恒星快速地弹出。”
“第谷”是由1a类型超新星形成的,1a超新星具有可靠的亮度,是一种用于测量天文距离的恒星爆炸类型。它曾用于测量宇宙的膨胀加速度,这种太空效应归咎为暗能量的作用。
一支研究小组对“第谷”超新星进行了深太空钱德拉观测,并发现超新星残骸中喷射着X射线弧光。强有力的证据显示当一颗白矮星爆炸时会产生X射线弧光释放的冲击波,这股冲击波会吹散邻近伴星的表面物质。
北京中科院研究员卢房军(音译)说:“长期以来科学家一直置疑1a类型超新星是如何形成的,它被用作指示太空距离的稳定信号灯,对于它形成的理解是至关重要的。”
一种普遍观点认为,1a类型超新星是两颗白矮星合并而成,在这种情况下,没有伴星或者伴星表面物质被吹散的证据存在。而另一种主流观点认为,一颗白矮星从“正常的”、类太阳伴星牵引物质,直至热核爆炸发生。
以上两种情况可能真实发生于不同状况,但钱德拉望远镜最新观测结果支持后者理论。此外,“第谷”超新星研究显示伴星具有显著的弹回迹象,当超新星爆炸时还吹散该伴星表面少量物质。
之前采用光学望远镜进行的观测研究显示,在超新星残骸中的恒星移动速度比其邻近星体更快,暗示着这颗恒星就是其伴星。基于X射线弧光的特性和“候选伴星”,研究小组认为,双星系统中两颗恒星在爆炸之前存在着轨道周期和分离距离。
轨道周期大约为5天时间,而分离距离仅为1光年的百万分之一,或者少于太阳和地球距离的十分之一。相比之下,超新星残骸自身大约20光年直径。
其它X射线弧光详细资料显示它来自于伴星,例如:超新星残骸喷射的X射线显示邻近弧光的“阴影”。这项最新研究发表在5月刊《天体物理学杂志》上。
蚕茧星云周围密布的丝状结构。这是由赫歇尔太空望远镜拍摄的红外图像
欧洲航天局赫歇尔太空望远镜近日在星际云中发现了一种如网络般的错综复杂的气态丝状结构。奇特的是,每一个丝状结构宽度大概相同。天文学家认为,这一现象表明,这种丝状结构可能是由贯穿于银河系的星际音爆形成的。
赫歇尔太空望远镜观测发现,这种丝状结构特别巨大,在太空中绵延数十光年。此外,在丝状结构中部分区域常常可以发现新诞生的恒星。由赫歇尔太空望远镜所拍摄的一幅图片中,天鹰座区域中的一个丝状结构中,竟然包含了一个由大约100颗婴儿恒星所组成的恒星生成区。
此前,其他一些红外卫星也曾经在恒星际云中瞥见过这种丝状结构,但是它们从来没有如此清晰过,现在赫歇尔太空望远镜的观测数据清晰到能够测量丝状结构的宽度的程度。赫歇尔太空望远镜图像显示,每一个丝状结构可能长度或密度不同,但宽度几乎是相同的。
研究团队认为,随着爆炸的恒星产生的音爆在星际云中穿行,它们会同时损失能量,直到最后能量完全消失,但是它们也在星际云中留下了这些丝状结构或压缩物质。(彬彬)
这是建成后SKA阵列核心区域天线阵的效果图
这是南非提出的SKA布局方案
这是澳大利亚提出的SKA布局方案
来自全球20个国家的科学家们正在筹划建造全世界最大规模的射电望远镜阵列,其中主要的参加国包括澳大利亚、中国、法国、德国、意大利、荷兰、新西兰、南非和英国等。一旦建成,它将极大的帮助科学家们对行星和恒星的形成过程,以及宇宙暗能量之谜进行探测,甚至对可能存在的外星人信号进行监听。
巨型望远镜
这一设备取名“平方公里阵列”(SKA),这得名于其巨大的信号采集面。但这并非意味着它具有1公里的天线口径,而是采用上千台较小的天线构成阵列。
国际SKA项目负责人理查德·史利茨(Richard Schilizzi)表示:“我们将采用较小的天线,直径大约15米。理由很简单,这样做的成本更低,尤其当你考虑到你需要建造3000台这种天线时,就要更加注重价格问题了。”
之所以我们需要建造如此巨型的天线阵列,是因为其观测的无线电波波段波长要远远长于可见光。
要保持一定的分辨率,望远镜的口径和所观测波段的波长成正比,即如果其工作波段越长,则要保持高分辨率,其望远镜口径也必须越大。可见光波段的波长非常小,因此几十厘米甚至几厘米的小口径望远镜已经可以获得较高的分辨率,但是无线电波波段的波长很长,这就要求望远镜的口径做的非常大,才能获取高分辨率的数据。
英国曼彻斯特焦德雷尔班克射电天文台(Jodrell Bank Radio Observatory)主管西蒙·加灵顿(Simon Garrington)解释说:“由于波长上的差异,如果你想要获得和光学望远镜媲美的分辨率,你需要大概100公里口径的射电望远镜。很明显,你不可能真的去建造一台这么大的望远镜,但是你可以建造许多较小的天线,并将它们连接起来协同工作。”
SKA建成后,其灵敏度将比世界上现存任何一台设备高出50倍,分辨率高出100倍。
现在正有来自20个国家的科学家们在设法进行望远镜的建造工作。该项目预计将耗资15亿欧元(约合142亿人民币)。按照计划,工程将于2016年开工,在2020年年底前完成第一阶段施工,全部工程将在2024年完成。
竞争空前
世界各国对于这一大型合作项目选址的竞争异常激烈。不过现在已经遴选出了最终入围的两处候选地点:南非的北角地区,以及澳大利亚西部地区。
巴尼·法纳罗夫(Bernie Fanaroff)是南非项目组的主管,他解释说:“选址中考虑最多的就是那里的无线电干扰必须最少。附近如果有任何大功率的广播和其他无线电信号,都会对望远镜阵列的工作产生干扰。这就像是让你在白天阳光普照时观测星星一样。”
“因此,这里不应该有手机信号覆盖,不应该有很多居民,附近也不应该有小汽车开来开去。事实上,当我们进行初步测试时,那个测试员附身坐在一把塑料椅子上时产生的振动和静电就对设备灵敏度产生了干扰。”
建成之后,整个阵列中大约50%的望远镜天线将位于中央的5公里半径内,另外的25%将外延至200公里范围,最后的25%将延伸超过3000公里。
在南非申办方提出的技术方案中,这些天线中一部分将位于临近的纳米比亚、莫桑比克、马达加斯加、赞比亚、毛里求斯、肯尼亚和加纳境内。
而澳大利亚的方案中则将由一部分天线建造于新西兰境内。澳方申办团队主管布莱恩·伯耶尔(Brian Boyle)告诉记者:“澳大利亚方面提出的方案中,望远镜阵列的核心位于默奇森射电天文台(Murchison Radio Observatory),那里是地球上最偏僻的地方之一。并且澳大利亚和新西兰一起,可以为望远镜阵列提供5500公里范围内的广泛选址余地。”
技术先进
根据设计,SKA阵列中将包含传统样式的,可自由转动的望远镜,从而指向天空中任意一片天区进行观测。
但另外一些天线则将采用平板设计,而没有传统的那种抛物面天线外形。它们将构成相位排列,借助复杂的电子技术,它们可以不用转动而迅速锁定天空中的某一点进行快速反应的观测活动。
克里斯·山顿(Chris Shenton)是英国项目组的负责人,来自焦德雷尔班克射电天文台。他补充道,这样的设计还能让天线同时对几个不同的天区进行观测。
他说“事实上我们可以想观测几个天区就观测几个天区,这就意味着我们可以同时进行多个任务的工作。举个例子,我们可以在进行大范围巡天观测的同时对其中的某个天区进行详细的观测。”
不过,将这么多台天线精确的链接起来可不是一件那么容易的事。比如,信号的校准精度必须达到十亿分之一秒,而采用的光纤长度足可以绕地球两圈。并且必需借助超级计算机对各台计算机之间的数据进行实时的校准。但是一旦开始运行,每一台天线每秒将产生大约20G的数据,一般的电脑电脑硬盘在几分钟内就会被填满。因此,正如理查德博士所说的:“我们需要超级计算机。事实上,根据我们初步的估算,我们将需要这个星球上最强大的计算机才能胜任这里的运算量。”
寄予厚望
这台望远镜阵列投入运行后,将有望帮助天文学家们解答一系列重要的问题。包括行星是如何形成的?引力波如何影响宇宙大尺度结构?以及,宇宙中最早的一批星系是如何产生的?
而来自英国牛津大学的斯蒂夫·罗灵斯(Steve Rawlings)则很希望这一设备能帮助理解暗能量的本质。
“SKA是一台强大的时间机器。当你用它观测遥远的宇宙深处时,你事实上正目睹宇宙年轻时的样子。这样一来,你就可以观测到宇宙的膨胀历史。”
根据现有的宇宙理论,暗能量正导致宇宙加速膨胀,而如果我们能描绘出暗能量的分布地图,我们或许就能了解这究竟是什么东西。
SKA项目科学家约瑟夫·拉齐奥(Joseph Lazio)来自美国宇航局喷气推进实验室。他关心的问题更加扣人心弦:能否用SKA设备来帮助搜寻外星人发出的信号?
他说:“只有借助SKA这样规模的设备,我们才能有足够的灵敏度曲探测围绕遥远恒星运行的微小行星世界发出的微弱无线电信号。或许50年之后我们会说,是的,我们发现了另一个外星技术文明世界。”
而布莱恩对它也充满信心:“SKA将是真正的革命性的科学设备。它将取得我们闻所未闻的重大发现。”
现在最新的消息是:英国焦德雷尔班克射电天文台已经击败来自荷兰和德国的竞争对手,被选为SKA设备的全球总部,全面负责该项目的协调运行。而明年,国际社会将最终决定SKA阵列的最终选址地点。(晨风)
图中部这个巨大的椭圆星系团中包含了大量的暗物质,因此它的引力能够使得光线弯曲,产生引力透镜效果。
新浪科技讯 北京时间4月14日消息,据国外媒体报道,法国和美国天文学家近日发现宇宙的遥远区域中存在一个早期星系,星系中的恒星大约形成于135亿年前,仅仅晚于宇宙大爆炸大约2亿年。最新发现将有助于解释最早星系究竟是何时形成的以及早期宇宙是如何进化的等问题。
美国宇航局“哈勃”太空望远镜最早发现这个星系。来自夏威夷凯克天文台的详细观测数据显示,所观测到的光线最早可追溯到宇宙只有9.5亿岁时,而宇宙大约形成于137亿年前。“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的红外数据显示,星系中的恒星异常成熟,这也意味着它们应该形成于宇宙的幼儿时期。
法国里昂第一大学天文学家乔安-理查德是该项研究的主要负责人和论文的第一作者。理查德表示,“这一发现将对星系在宇宙初期阶段究竟是何时形成的理论发起挑战。新发现甚至还有可能用来解释一个谜,即充斥于早期宇宙中的氢雾究竟是如何被清除的。”理查德的研究成果将发表于英国皇家天文学会月报之上。
新发现的星系并非是已观测到的最遥远星系,但却是能够以如此清晰度观测到的最早期星系。通常情况下,像此类星系极为模糊,而且很难加以研究。但是,在此次发现过程中,大自然为天文学家提供了一个宇宙放大镜。新发现星系的图像是利用一个位于其前方的巨大星系团的引力进行放大拍摄的,这种引力使得新星系亮度提高11倍。这种现象也称为“引力透镜”。
论文联合作者之一、美国亚利桑那大学天文学家埃齐-埃格米认为,“如果没有这个太空透镜,以现有的观测设备,我们不可能研究这种昏暗的星系。感谢大自然,它给我们提供了一个宝贵的机会,使得我们可以看清楚无数年前的宇宙。”
新发现还将有助于解释早期宇宙是如何被“再电离化”的。在宇宙早期历史上的某个节点,它经历了一个从所谓黑暗时代到发光时代的转变过程,从此最早的恒星和星系开始点亮。星光电离了周围浮动于太空中的中性氢原子,使它们带有电荷。
由于该星系拥有的恒星有的形成仅仅晚于宇宙大爆炸2亿年,因此新发现将可以帮助天文学家探秘宇宙再电离化时期的情景。当星系正在形成时,其中炽热的年轻恒星电离了太空中大量的中性氢气。大量相似的星系共同促进这种电离化过程。但是,由于它们太过昏暗,如果没有引力透镜放大效应,很难看到它们。
美国宇航局将要发射升空的“詹姆斯-韦伯”太空望远镜可以在没有放大情况下看到这些昏暗的星系。作为“哈勃”太空望远镜和“斯必泽”太空望远镜的继任者,“詹姆斯-韦伯”太空望远镜将能够看到早期星系中已消失群体的红外线。(彬彬)
欧洲宇航局12日宣布,一个国际天文学研究小组最近发现了一个距今135.5亿年的星系,是已知最古老的星系。这一发现有助于揭开宇宙“黑暗时代”之谜。
由法国里昂大学里昂天文台约翰理查德领导的研究小组利用美国哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜发现了这一星系,然后利用美国夏威夷凯克天文台的仪器测定了它距地球的距离为128亿光年。这说明该星系发出的光需要128亿年才能抵达地球,也就是说我们现在观测到的该星系的光是128亿年前发出的,因而该星系至少诞生于128亿年前。对该星系光谱的进一步研究显示,该星系中最早的恒星已有7.5亿年历史,研究人员因此断定该星系诞生于135.5亿年前。这一成果将发表在英国《皇家天文学会月刊》上。
今年1月,由美国科学家牵头的一个国际天文学研究小组也曾在英国《自然》杂志上宣布利用哈勃太空望远镜发现了最古老星系,它诞生于宇宙大爆炸最初的4.8亿年,而新发现的古老星系则诞生于宇宙大爆炸最初的2亿年,比前者年长2.8亿年。
根据目前科学界普遍认可的大爆炸理论,我们的宇宙是137.5亿年前由一个非常小的点爆炸形成的。大爆炸初期宇宙极为明亮,但随着宇宙的膨胀,大爆炸约38万年后,能量逐渐形成了物质,大量氢气弥散在宇宙中。这时由于没有新的光源产生,宇宙是黑暗的。尽管此后逐渐有恒星、星系诞生,但他们产生的光仍然很暗,并且被弥散在宇宙中的“氢气雾”遮掩,直到10亿年后,星系越来越多,“氢气雾”被它们产生的电磁辐射驱散后,宇宙才开始亮起来。这10亿年被称为宇宙“黑暗时代”。
对“黑暗时代”的研究是当今科学前沿课题之一。而发现和研究在“黑暗时代”诞生的恒星和星系,是揭开这一时代奥秘的关键。据悉,欧洲、美国、加拿大等正在共同研制“詹姆斯韦伯”太空望远镜,以代替即将退役的哈勃太空望远镜。这一望远镜计划由欧洲宇航局在三四年后发射进入太空。届时,科学家将能探测距离更远、年龄更老的星系,进一步揭开宇宙“黑暗时代”的奥秘。(姜岩王晓郡)
狼蛛星云距离地球17万光年,它是邻居星系大麦哲伦星云中的“灯塔”
日前,哈勃天文望远镜近距离观测到狼蛛星云,呈现出中心明亮的电离气体灰尘区域,以及“恒星育儿所”。
狼蛛星云被称为“星空奇迹”,这是由于以氢气为燃料的年轻恒星被周围电离化红色强烈紫外线笼罩着,使得人们无需通过太空望远镜,便能在地面观测到。据悉,该星云距离地球17万光年,它是邻居星系大麦哲伦星云中的“灯塔”。
狼蛛星云纤细的臂状结构起初被认为类似于细长的蜘蛛腿,这个星云也因此而得名。该星云中可见部分是与几颗新近超新星与气体灰尘交错区域,位于图像左侧部分的是NGC2060,其中包含最明亮的脉冲星。
位于图像左侧部分的是NGC 2060,以及距离地球最近的超新星SN 1987a残骸和迄今观测最重的恒星RMC 136a1。
在狼蛛星云右侧边缘是超新星SN 1987a残骸,是距离地球最近的超新星。自1987年该超新星爆炸以来,哈勃和其它天文望远镜监测发现它有规律地发生爆炸,每次爆炸形成的扩大冲击波照亮了环绕该恒星的气体,形成了一个发光珍珠项链结构。
图像左侧是紧凑的超常明亮恒星簇RMC 136,它释放大量的放射线,形成多彩发光。直到近期,天文学家还置疑该强烈光线来源是否是紧密恒星簇,或者是比太阳明亮数千倍的超级恒星。最终,哈勃望远镜和新型地面望远镜的观测结果证实它的确是一个恒星簇。
即使狼蛛星云不包含超级恒星,它仍具有一些超常现象,使其成为天文望远镜的著名观测目标。在明亮的恒星簇RMC136中有一颗恒星叫做RMC 136a1,它是迄今发现最重的恒星之一,它在诞生之初质量就是太阳的300倍,这个超重恒星挑战了天文学家的恒星形成理论,颠覆了此前天文学家所认为的恒星质量极限。(叶孤城)
30米望远镜矗立在夏威夷莫纳克亚山顶效果图
最近,一项有关在夏威夷一座休眠火山山顶建造一架全球口径最大的望远镜的计划得到了批准。
夏威夷州政府土地和自然资源管理局已经批准了夏威夷大学关于建造并运营“30米望远镜”(TMT)的计划。这架望远镜的造价高达13亿美元,建设选址定于夏威夷莫纳克亚火山顶,这座休眠火山海拔13803英尺(4207米),坐落在夏威夷群岛中的大岛上。
30米望远镜项目的官员称,项目于本月25日得到正式批准。这是全部手续中的最后一步,标志着耗时数年的审批工作正式结束。当地州政府在审批中进行了全面考虑,其中包括这一望远镜项目可能带来的文化和环境影响。
30米望远镜项目夏威夷社区事务主管桑德拉•道森(Sandra Dawson)在一份声明中称:“30米望远镜项目在三年的设计阶段综合考虑了各方面因素,试图将其可能给当地带来的文化或环境冲击降到最低。30米望远镜项目同时也遵循了近期通过的《莫纳克亚山综合管理方案》的规划方针。”
世界上最强大的望远镜之一
这架新望远镜将通过一系列不同波段扫描天空,波长范围覆盖从紫外到中红外。项目官员称,其达到30米的口径将给予它超过当今现有最大望远镜9倍的集光力。从而成为在光学/红外波段工作的有史以来最强大的观测工具。
相比之下,之前的霸主,用来验证了开普勒望远镜所发现的诸多系外行星的夏威夷凯克望远镜的口径是10米。
这台新望远镜建成后,将有能力观测到极其遥远,极其暗弱的天体,从而允许天文学家们观测宇宙的边缘,逼近宇宙诞生时刻的场景。而望远镜加配的自适应光学系统则将帮助它获得最高的成像质量。据估计,其成像清晰度将达到哈勃空间望远镜的12倍。
而根据一家夏威夷报纸的报道,这台望远镜将于明年开始建造工作,并将在2020年左右投入正式使用。
事情还未结束
在此之前,这台巨型望远镜曾花费5年时间在全球各地寻找最佳台址,并最终在2009年7月选定了夏威夷的莫纳克亚山顶。收到这里绝佳观测条件的吸引,这个山顶已经聚集了其它13台大型望远镜。
2010年,望远镜项目组进行了环境影响报告陈述,并最终得到时任州长琳达•林吉(Linda Lingle)女士的批准。同年,开始了审批进程,在秋季举行了听证会,听取当地民众对于这一望远镜计划的意见和看法。
看来并非所有夏威夷人都欢迎这个计划。
根据当地报纸的报道,一部分当地人表达了他们的不满,因为他们一直认为莫纳克亚山是神圣的地方。
上周五,夏威夷州土地和自然资源管理局最终核准了这一项目,从而为其最终实施铺平了道路。但是,并非这样就可以万事大吉了:州政府同样也批准了反对者们有关再次举行听证会表达不满的要求。
这一望远镜项目是一个国际合作计划,参与者包括加州理工学院,加州大学,加拿大大学天文研究协会,日本国立天文台,中国科学院国家天文台,以及印度国家科学技术部。(晨风)
天文学家指出,地面望远镜能够观测到旋转黑洞扭曲时空的迹象
日前,一支国际国际天文学家和物理学家研究小组发现旋转黑洞残留着途经放射物的痕迹,并指出使用当代最敏感的射电望远镜应当能探测到。通过观测这些天文特征,将揭示银河系的进化,并更深入地测试爱因斯坦的广义相对论。
广义相对论告诉我们,像黑洞这样的超大质量天体将扭曲时空,使任何途经光线通道被扭曲,这种效应叫做“引力透镜(gravitational lensing)”。同时,该理论还预测当一个黑洞旋转时,它将拖拽其周围的时空,形成一个包含光子等几乎所有的天体对象的漩涡,跟随黑洞旋转。
天文学家在这项最新研究中还证实超大质量黑洞位于许多旋转星系的内核,然而该证据是间接性的。例如:银河系黑洞的旋转被认为是由星系内恒星分布 速度形成的,但这种方式逐渐削弱,这是由于我们并不精确地知道星系内物质的数量,尤其是星系内的暗物质。一些天文学家认为,银河系的黑洞以非常快的速度旋 转,而其它的黑洞旋转速度却较慢。
在这项最新研究中,意大利帕多瓦大学的法布瑞兹奥-塔姆布瑞尼(Fabrizio Tamburini)和同事通过测量来自遥远恒星或者环绕黑洞的共生盘物质的光线变化,展示如何探测黑洞旋转。他们指出当一个波阵面 (wavefront)近距离通过黑洞,穿过一个垂直平面至黑洞旋转轴时将表现出反常特征,这是由于一半的波阵面将朝向前进方向时空移动,另一半的波阵面 朝向后倾斜的时空移动。换句话讲,接近一个旋转黑洞的辐射源阶段将在太空中有与众不同的分布结构。
研究人员使用计算机模拟银河系黑洞的旋转分布结果,发现这种变化可从地面上的射电望远镜进行观测。他们指出,使用一些射电望远镜即可测量银河系 中心,使用不同的望远镜观测临近波阵面的不同部分,之后双重添加这些部分计算相关的阶段。这一操作将反复进行,每次望远镜都瞄向环绕黑洞的不同微小区域。
塔姆布瑞尼称这项研究发现具有“重大意义”,宇宙中多数超大质量天体均处于旋转状态,尤其他认为研究活跃银河系核中的黑洞旋转将提供大量关于银 河系进化的信息。同时,他坚持认为自己带领的研究小组在两年内使用现有射电望远镜能够执行这样的观测,这些射电望远镜包括:美国的甚长基线阵列 (VLBA)、即将建成的欧洲LOIS-LOFAR。(卡麦拉)