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：“地球是东说念主类的摇篮，但东说念主类不成能持久被阻抑在摇篮里。”

东说念主类在地球上还是生存了600万年，咱们的摇篮也极少点扩大，从一个聚落、一派大陆到系数这个词星球。但和深广的星辰大海比拟，又如斯的微小。

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、全面地不雅测寰宇，东说念主类一直在连续校正千里镜。

本文将简要盘货一下现在仍在运行的寰宇不雅测神器。

哈勃天文千里镜

(Hubble Space Telescope，HST)

哈勃天文千里镜于1990年4月24日辐射起飞，并运行于今。其轨说念位置为低地球轨说念，现在位于地表上方535公里处。

哈勃锁定野心绝顶准，特别于能把激光准确照耀在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.测量了寰宇中不同天体的距离，关于建造寰宇距离步调绝顶垂死；

2.不雅测到了寰宇的扩展速率正在加快，为接洽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造成和演化经由，为接洽寰宇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.不雅测到很多星系中心存在超大质地黑洞；

6.不雅测了寰宇布景辐射；

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.不雅测到很多系新手星，发现了一些类地行星。

9.通过不雅测星云和年青恒星，真切了解了恒星的造成经由。

迄今为止，哈勃千里镜还是进行了朝上150万次不雅测，总归档数据朝上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，秀丽如炊火▼

詹姆斯·韦伯空间千里镜

(James Webb Space Telescope， JWST)

韦伯空间千里镜原计较于2007年辐射，但一直推迟到2021年12月25日。它是NASA、欧洲天际总署(ESA)和加拿大航天局(CSA)的合营花式。

韦伯空间千里镜，长这么（底图：wiki）▼

其轨说念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，况兼在远隔太阳的一侧，是以故意于红外不雅测。

韦伯的特长在红外不雅测，它粗鄙看到更多，更老的恒星和星系。但L2轨说念是不褂讪的，需要能源守护千里镜姿态和位置，现在韦伯佩戴的鼓动剂充足使用10年，是以它的任务野心时期即是10年。

测试中的韦伯主镜，科幻感爆棚（图：wiki）▼

韦伯的主要科学野心是：

1.主要的任务是不雅测今天可见与寰宇的初期景况；

2.寻找寰宇大爆炸后造成的第一批恒星和星系的光；

3.接洽星系的造成和演化；

为人父母，都希望子女成龙成凤，将来出人头地让一家人都过上好日子，青出于蓝而胜于蓝，子女的成就，在于父母的教导。

4.接洽恒星造成，行星系统的演化经由和生命的发源。

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、详备不雅测了系新手星的大气层和星系碰撞时的恒星造成等，其中还包括前不久拍摄到的一个问号形物体，引起了东说念主们的极大通常。

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赞助

（图：NASA's JWST）▼

盖亚任务

(Gaia)

盖亚任务是欧洲天际总署的天际千里镜，发愤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日辐射起飞，运行于今，正在不雅测星河系表里近20亿个星体。其轨说念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，念念象图（图：wiki）▼

Gaia的主要科学产出有：

1.测量咱们太阳系的加快度；

2.校正近地小行星的轨说念；

3.校正恒星掩星暗影轨说念预测；

4.发现了更多的珍稀恒星、超高速恒星、新小行星和系新手星，揭示了天际中的气态结构；

5.揭示星河系在早期(大要在100亿年前)可能与另一个大星系并合后造成；

6.预料星河系“厚盘”部分在130亿年前开动造成，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，朝上99.9%的天体从未被精准测量过距离。预测盖亚任务末端时，归档数据将朝上1PB。

使用盖亚第三阶段云尔绘图的四张图

（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日辐射。

悟空号的轨说念类型为太阳同步轨说念，轨说念高度约为500公里。原计较运行寿命为3年，但自从2015年辐射后，于今仍在执戟，况兼职责景况精采。悟空号整个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显露图

（底图：紫金山天文台）▼

其主要科学野心是暗物资辗转探伤，次要野心是寻找寰宇射线的发源和伽马射线天体物理接洽，主要科学产出有：

1.2017年，初度在1.5TeV处不雅测到了赫然超出的峰值；

2.给出了从40 GeV到100 GeV能段的寰宇线质子精准能谱测量着力，发布了25 GeV和4.6 TeV之间正电子光谱的精准测量着力；

3.“悟空”号卫星530天的运行整个纪录到28亿个寰宇线粒子， 科学家从中筛选出了约150万个高能量的电子，神秘顾客新闻 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；

4.纪录到赫然增强的伽马射线爆发景象，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说念主料念念的体式。

悟空号在暗物资辗转探伤方面，具有较强的国外竞争力。

宽视场红外巡天探伤卫星

(Wide-field Infrared Survey Explorer， WISE)

WISE是NASA在2009年辐射的空间红外千里镜，运行时间共对约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永诀为3.4，4.6，12和22微米，永诀记为W1，W2，W3和W4。到2011年2月，固态氢沿途滥用，千里镜插手寝息景况。

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，链接使用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朝上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位于太阳同步轨说念，距离地表525公里，主要任务包括：

1.搜索近地小行星，为地球撞击阻扰评估提供数据；2.不雅测彗星；3.接洽小行星族群；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，专诚用于探伤系新手星的千里镜，又被称为“苔丝”。

TESS的轨说念位于高地球轨说念，为高椭圆轨说念，其偏心率为0.55，近场合和远场合的距离永诀约为10.8 万公里和37.3万公里。该轨说念不错得回天际南北半球的无遮图像。

TESS绕地球运行，念念象图

（图：shutterstock）▼

TESS于2018年4月18日辐射起飞，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，启程（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，预测在2024年辐射，将在400公里高的轨说念上运行。这意味着CSST具备在轨顾惜升级的才略。

CSST兼具大视场和高像质的优异性能，是哈勃视场的300倍。CSST的计较运行期为10年，将对17500平日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精采不雅测接洽，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接洽太阳系新手星。

中国巡天际间千里镜办法图

（图：bao.ac.cn/csst/）▼

CSST的主要科学野心有：

1.对寰宇加快扩展、暗能量、暗物资、星系成团性和寰宇大步调结构的接洽；

2.星系和算作星系核，包括高红移星系和超大质地黑洞；

3.恒星算作、造成和演化；

4.系新手星、原行星盘和太阳系天体不雅测接洽；

5.暂现源/变源和垂死天文事件反馈，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”是现辞世界上第一大的球面射电千里镜。花式早在1994年就被提议并开动进行预研职责。到2020年1月11日通过验收，考究开动运行。

“中国天眼”宛如玉盘（图：共生地球）▼

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

为了撑握这一功能，中国科学家将4450块三角形主动反射面装置在球形的大网兜内上层，大网兜的2225个节点造成了4450个三角形区域，每个节点上有斜拉的钢索，一语气到大地，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。通过皆集截止，精准疗养每个节点的畅通距离，就不错使得球面变造成抛物面，已矣变形。

功能重大（底图：壹图网）▼

其科学野心有：

1.大限制中性氢的巡天探听，绘图寰宇早期图像；

2.建造脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探伤；

3.主导国外甚长基线干与测量网，探伤天体的超精采结构；

4.检测星际通讯讯号，参与地外斯文搜索。

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说念主选藏的天文不雅测开辟，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国外前沿地位，举例在暗物资探伤和射电千里镜鸿沟取得了权臣发扬。而在光和热红外波段，与国外先进水平仍存在较大差距。

跟着天文体的发展北京神秘顾客，未来将需要更大口径的空间千里镜来捕捉更多隐微天体的色泽。现在还是出现了一些针对未来空间千里镜的联想办法，举例大口径先进时期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升迁手类对寰宇的领略。