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斯皮策太空望远镜——我能感受到宇宙的温暖(下)

2019-08-19 点击:1995

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星期一Zhi Gu Tong Jin |星期二牧羊人专栏

星期三太空探索|星期四观察指南

星期五深空探索|星期六茶裕兴|周日视频天空

作者:王静宇

校对:王蓉,杨伯顺

崔宇

后台:Kutlia Avuka,李子琪

以前的评论

在最后一部分中,我们介绍了斯必泽太空望远镜的诞生,功能和结构,并瞥见了它眼中美丽的宇宙色彩。今天,让我们继续这个宇宙中的时空之旅

斯皮策太空望远镜我能感受到宇宙的温暖(上)

地球尾随日心轨道

地面

上次我们提到了一种特殊的轨道地球尾随日心轨道,这是红外望远镜最喜欢的轨道,并听我说。

简而言之,与地球轨道不同,斯皮策太空望远镜跟随太阳在地球后面的运动。与此同时,它以每年0.1澳元的速度远离地球,每373天环绕太阳。还可以看出,斯皮策太空望远镜不跟随地球,其轨道应与地球略有不同。事实上,斯皮策位于日本拉格朗日的L2。它位于太阳和地球线上,位于地球的阴影中。处于此位置的物体可以在没有外力的情况下与太阳和地球保持一致。

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斯皮策太空望远镜示意图。地球在原点,太阳在-1 AU,X-Y坐标平面是黄道面。斯皮策太空望远镜的轨道与黄道面的角度为1度。

信用卡:

四大优势

优异的

自然冷却

正如我们在前一篇文章中所提到的,由于斯皮策太空望远镜是在红外线中观察到的,因此必须消除所有未观测物体引起的红外干扰,因此它使用液氦来冷却机身。选择地球尾随的日心轨道可以大大减少所需的液氦量。望远镜可以通过自然冷却冷却到20K(约-253.15°C),360升液氦可以使用5年半。相比之下,斯皮策的先驱IAS在10个月内消耗了520升!

干扰

减少干扰

由于地球在这个轨道上的表观直径很小,它使望远镜能够避免地球释放的大部分热量,对于传统的低地球轨道上的卫星和航天器,这些热量可以达到-23°C。

减少开销

地球尾随日心轨道的最大好处是它大大减少了开销。对液氦的需求减少使望远镜变小,发射成本降低。斯皮策太空望远镜是由波音三角洲II型火箭发射的,而不是昂贵的泰坦或阿特拉斯火箭。同时,热启动(指发射后的望远镜冷却)消除了将望远镜包裹在低温恒温器中的需要,这极大地简化了发射前的测试和装配过程并降低了成本。

更大的视角

由于热源(太阳和地球)几乎在同一方向,因此望远镜可以观察到的角度范围大大扩展,只要它避开太阳和地球。

最遥远的质量星系

COSMOS-AzTEC3

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COSMOS-AzTEC3 Galaxy Cluster

信用卡:斯巴鲁/P. Capak(SSC/Caltech)

2011年,利用斯皮策太空望远镜,钱德拉空间天文台和其他多波段望远镜,天文学家发现了大量的星系团簇 COSMOS-AzTEC3,距我们126亿光年。最古老的原始星系团。

准确测量哈勃常数

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信用卡: NASA

74.3km/s/Mpc(Mpc是百万秒的间隙,第二个间隙pc是测量天体距离的单位,1秒的差值是3.26光年)。这是斯皮策太空望远镜在2012年测量的哈勃常数。在3%以内。哈勃常数是哈勃在1929年给出的表观速度与河外星系距离的比值。它用于测量宇宙的膨胀速度。

斯皮策太空望远镜能够通过校正哈勃望远镜数据并添加WMAP(威尔金森微波各向异性探测器)来精确测量哈勃常数。

最遥远的星系 GN-z11

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GN-z11 Galaxy

信用卡:

2016年,哈勃望远镜和斯皮策太空望远镜发现了一个婴儿Galaxy GN-z11,它诞生于大爆炸后4亿年,位于大熊座方向。它的质量仅为银河系的1%。

但它的恒星出生率比银河系快20倍。

最初,该团队使用哈勃和斯皮策太空望远镜照片的颜色来估计它们的距离。后来,他们采取了不同的方法:将光分解成颜色组合。他们意识到银河系距离更远,实际上达到了哈勃望远镜的观测极限。对这个星系的研究为探索早期宇宙的特征带来了新的线索。这种巨大的星系存在于宇宙形成的早期,表明早期宇宙中的恒星诞生并迅速生长。

揭开中等行星的气氛

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GJ 3470b

信用卡:

就在最近,斯皮策太空望远镜和哈勃望远镜首次证实了中型行星(地球与海王星之间有质量的行星)的化学“指纹”。这颗行星GJ 3470b绕着一颗红矮星运行,其中有一个巨大的实芯,周围是厚厚的氢 - 氦气氛。科学家使用转换方法测量反射光中的缺失光和掩星方法来测量发射光谱。通过分析光谱线,它们可以获得行星大气的化学“指纹”。研究人员发现,与他们的预期不同,地球大气层中的重元素很少,而且它们的成分在阳光下富含氢/氦。最可能的解释是,这颗行星最初是在它的母恒星附近形成并迅速从其原始行星盘中吸取氢气,但由于生长受到阻碍,它并没有长成一个热的木星,只有一颗小于海王星的行星。

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到目前为止,我们对斯皮策太空望远镜有一些基本的了解。十六年来,它一直追逐着宇宙的温暖,感受到自然脉搏的跳动。外表的寒冷并不妨碍内心的火热。斯皮策太空望远镜在不仅仅是空间中唱着自己的冰与火之歌。

参考文献:

1。

2。

3。

4。

5。

6。

7。

杨伯顺

牧师新媒体编辑部

“天文湿雕刻”田园生产者

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斯皮策太空望远镜在红外光下的洞穴星云

信用卡: NASA,JPL-Caltach,斯皮策太空望远镜

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星期一Zhi Gu Tong Jin |星期二牧羊人专栏

星期三太空探索|星期四观察指南

星期五深空探索|星期六茶裕兴|周日视频天空

作者:王静宇

校对:王蓉,杨伯顺

崔宇

后台:Kutlia Avuka,李子琪

以前的评论

在最后一部分中,我们介绍了斯必泽太空望远镜的诞生,功能和结构,并瞥见了它眼中美丽的宇宙色彩。今天,让我们继续这个宇宙中的时空之旅

斯皮策太空望远镜我能感受到宇宙的温暖(上)

地球尾随日心轨道

地面

上次我们提到了一种特殊的轨道地球尾随日心轨道,这是红外望远镜最喜欢的轨道,并听我说。

简而言之,与地球轨道不同,斯皮策太空望远镜跟随太阳在地球后面的运动。与此同时,它以每年0.1澳元的速度远离地球,每373天环绕太阳。还可以看出,斯皮策太空望远镜不跟随地球,其轨道应与地球略有不同。事实上,斯皮策位于日本拉格朗日的L2。它位于太阳和地球线上,位于地球的阴影中。处于此位置的物体可以在没有外力的情况下与太阳和地球保持一致。

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斯皮策太空望远镜示意图。地球在原点,太阳在-1 AU,X-Y坐标平面是黄道面。斯皮策太空望远镜的轨道与黄道面的角度为1度。

信用卡:

四大优势

优异的

自然冷却

正如我们在前一篇文章中所提到的,由于斯皮策太空望远镜是在红外线中观察到的,因此必须消除所有未观测物体引起的红外干扰,因此它使用液氦来冷却机身。选择地球尾随的日心轨道可以大大减少所需的液氦量。望远镜可以通过自然冷却冷却到20K(约-253.15°C),360升液氦可以使用5年半。相比之下,斯皮策的先驱IAS在10个月内消耗了520升!

干扰

减少干扰

由于地球在这个轨道上的表观直径很小,它使望远镜能够避免地球释放的大部分热量,对于传统的低地球轨道上的卫星和航天器,这些热量可以达到-23°C。

减少开销

地球尾随日心轨道的最大好处是它大大减少了开销。对液氦的需求减少使望远镜变小,发射成本降低。斯皮策太空望远镜是由波音三角洲II型火箭发射的,而不是昂贵的泰坦或阿特拉斯火箭。同时,热启动(指发射后的望远镜冷却)消除了将望远镜包裹在低温恒温器中的需要,这极大地简化了发射前的测试和装配过程并降低了成本。

更大的视角

由于热源(太阳和地球)几乎在同一方向,因此望远镜可以观察到的角度范围大大扩展,只要它避开太阳和地球。

最遥远的质量星系

COSMOS-AzTEC3

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COSMOS-AzTEC3 Galaxy Cluster

信用卡:斯巴鲁/P. Capak(SSC/Caltech)

2011年,利用斯皮策太空望远镜,钱德拉空间天文台和其他多波段望远镜,天文学家发现了大量的星系团簇 COSMOS-AzTEC3,距我们126亿光年。最古老的原始星系团。

准确测量哈勃常数

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信用卡: NASA

74.3km/s/Mpc(Mpc是百万秒的间隙,第二个间隙pc是测量天体距离的单位,1秒的差值是3.26光年)。这是斯皮策太空望远镜在2012年测量的哈勃常数。在3%以内。哈勃常数是哈勃在1929年给出的表观速度与河外星系距离的比值。它用于测量宇宙的膨胀速度。

斯皮策太空望远镜能够通过校正哈勃望远镜数据并添加WMAP(威尔金森微波各向异性探测器)来精确测量哈勃常数。

最遥远的星系 GN-z11

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GN-z11 Galaxy

信用卡:

2016年,哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜发现了一个婴儿星系 GN-z11,距离地球134亿光年。它诞生于大爆炸后4亿年,位于大熊座的方向。它的质量只是银河系。 1%,

但这颗恒星的诞生速度比银河系要快20倍。

最初,研究小组使用哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜拍摄的照片上的颜色来推测距离。后来,他们采取了另一种方法:将光线分解为其组合颜色。他们意识到星系离得更远,实际上达到了哈勃望远镜的观测极限。对这个星系的研究为早期宇宙的特征带来了新的线索。在宇宙形成的早期,存在着如此高质量的星系,这表明早期宇宙中的恒星诞生并且生长得非常迅速。

揭开中型行星的气氛神秘面纱

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GJ 3470 b

信用卡:

就在最近,斯皮策太空望远镜和哈勃太空望远镜首次证实了中型行星的化学“指纹”(地球与海王星之间的质量)。这颗行星GJ 3470b绕着一颗红矮星运行,它有一个巨大的实芯,周围是厚厚的氢 - ,他们能够获得行星大气的化学“指纹”。研究人员发现,与他们的预期不同,地球的大气层在大气层中非常罕见,其成分具有太阳的富氢/氦特征。最可能的解释是,行星首先在其母恒星附近形成并迅速吸收来自原行星盘的氢,但由于它受到生长的阻碍,它不会长成热的木星,只会长成比海王星略小的行星。

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到目前为止,我们对斯皮策太空望远镜有一些基本的了解。十六年来,它一直追逐着宇宙的温暖,感受到自然脉搏的跳动。外表的寒冷并不妨碍内心的火热。斯皮策太空望远镜在不仅仅是空间中唱着自己的冰与火之歌。

参考文献:

1。

2。

3。

4。

5。

6。

7。

杨伯顺

牧师新媒体编辑部

“天文湿雕刻”田园生产者

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斯皮策太空望远镜在红外光下的洞穴星云

信用卡: NASA,JPL-Caltech,斯必泽太空望远镜

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