人工智能帮助NASA Swift射线望远镜绘制宇宙最远伽马射线暴地图

人工智能帮助NASASwift射线望远镜绘制宇宙最远伽马射线暴地图在短短几秒钟内,GRB释放的能量相当于太阳一生释放的能量。由于它们如此明亮,GRB可以在多种距离(包括可见宇宙的边缘)进行观测,帮助天文学家追寻最古老、最遥远的恒星。但是,由于目前技术的限制,只有一小部分已知的GRB具有所需的全部观测特征,可以帮助天文学家计算它们发生在多远的地方。图中所示的Swift是美国国家航空航天局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心、宾夕法尼亚州立大学帕克分校、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普-格鲁曼创新系统公司的合作成果。其他合作伙伴包括英国莱斯特大学和穆拉德空间科学实验室、意大利布雷拉天文台和意大利航天局。资料来源:美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心/ChrisSmith(KBRwyle)Dainotti和她的团队将美国宇航局尼尔-盖尔斯-斯威夫特天文台(NASA'sNeilGehrelsSwiftObservatory)的GRB数据与多个机器学习模型相结合,克服了当前观测技术的局限性,更精确地估算出了距离未知的GRB的邻近程度。由于GRB既可以在很远的地方观测到,也可以在相对较近的距离观测到,因此了解它们发生的位置有助于科学家了解恒星是如何随时间演变的,以及在给定的空间和时间内可以发生多少次GRB。"这项研究推动了伽马射线天文学和机器学习的前沿发展,"Dainotti说。"后续研究和创新将帮助我们取得更可靠的结果,并使我们能够回答一些最紧迫的宇宙学问题,包括我们宇宙的最早过程以及它是如何随着时间的推移而演变的。"在一项研究中,Dainotti和波兰雅盖隆大学的博士研究生AdityaNarendra使用几种机器学习方法精确测量了太空雨燕紫外/光学望远镜(UVOT)和地面望远镜(包括斯巴鲁望远镜)观测到的GRB的距离。测量结果完全基于其他与距离无关的GRB特性。该研究成果于5月23日发表在《天体物理学杂志通讯》上。Narendra说:"这项研究的结果非常精确,我们可以利用预测的距离来确定一定体积和时间内的GRB数量(称为速率),这与实际观测到的估计值非常接近。"由Dainotti和国际合作者领导的另一项研究利用NASA的SwiftX射线望远镜(XRT)从所谓的长GRB产生的余辉数据,通过机器学习成功地测量了GRB的距离。据信,GRB以不同的方式发生。长GRB发生在一颗大质量恒星到达其生命末期并爆发出壮观的超新星时。另一种类型被称为短GRB,发生在死亡恒星(如中子星)的残余物在引力作用下合并并相互碰撞时。Dainotti说,这种方法的新颖之处在于将几种机器学习方法结合起来使用,以提高它们的集体预测能力。这种方法被称为"超级学习者"(Superlearner),它为每种算法分配一个权重,权重值从0到1不等,每个权重与该奇异方法的预测能力相对应。超级学习者的优势在于,最终预测结果总是比单一模型更有效,还用于摒弃预测能力最差的算法。这项研究于2月26日发表在《天体物理学杂志》增刊系列上,它可靠地估计了154个距离未知的长GRB的距离,并大大增加了这类爆发的已知距离数量。由斯坦福大学天体物理学家VahéPetrosian和Dainotti领导的第三项研究于2月21日发表在《天体物理学杂志通讯》上,该研究利用斯威夫特X射线数据回答了一些令人费解的问题,表明GRB的速率--至少在较小的相对距离上--并不遵循恒星形成的速率。这提供了一种可能性,即小距离的长GRB可能不是由大质量恒星的坍缩产生的,而是由中子星等非常致密的天体聚变产生的。在美国国家航空航天局斯威夫特天文台客座研究员计划(第19周期)的支持下,Dainotti和她的同事们现在正努力通过一个交互式网络应用程序公开机器学习工具。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434500.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1434500.htm

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NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线

NASA费米望远镜发现附近超新星并没有发出伽马射线2023年对风车星系中的超新星SN2023ixf的观测为研究宇宙射线的产生提供了一个独特的机会,但是NASA的费米望远镜并没有探测到预期的伽马射线,这表明能量转换率比预期的要低得多。资料来源:美国国家航空航天局2023年5月18日,一颗超新星在附近的风车星系(Messier101)爆发,它位于大约2200万光年外的大熊座。这颗超新星被命名为SN2023ixf,是自2008年费米探测器发射以来发现的附近最亮的超新星。意大利里雅斯特大学研究员吉列姆-马蒂-德韦萨说:"天体物理学家以前估计,超新星将其总能量的大约10%转化为宇宙射线加速度。但我们从未直接观测到这一过程。通过对SN2023ixf的新观测,我们的计算结果是爆炸后几天内的能量转换率低至1%。这并不排除超新星是宇宙射线工厂的可能性,但这确实意味着我们还有更多关于超新星产生的知识要学习。"这篇论文由马丁-德维萨在奥地利因斯布鲁克大学(UniversityofInnsbruck)期间发表,将刊登在未来出版的《天文学与天体物理学》(AstronomyandAstrophysics)杂志上。即使没有探测到伽马射线,美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜也能帮助天文学家了解更多有关宇宙的信息。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心宇宙射线及其起源每天,数以万亿计的宇宙射线与地球大气层发生碰撞。其中大约90%是氢原子核(或质子),其余的是电子或较重元素的原子核。自20世纪初以来,科学家们一直在研究宇宙射线的起源,但这些粒子无法追溯到它们的源头。由于宇宙射线带电,它们在飞往地球的途中会因遇到磁场而改变方向。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的费米项目科学家伊丽莎白-海斯说:"然而,伽马射线会直接射向我们。宇宙射线在与周围环境中的物质相互作用时会产生伽马射线。费米望远镜是轨道上最灵敏的伽马射线望远镜,因此当它没有探测到预期的信号时,科学家必须对这种缺失做出解释。解开这个谜团,就能更准确地了解宇宙射线的起源。"弗雷德-劳伦斯-惠普尔天文台(FredLawrenceWhippleObservatory)的48英寸望远镜在2023年6月捕捉到了这张风车星系(Messier101)的可见光图像。超新星2023ixf的位置被圈了起来。天文台位于亚利桑那州的霍普金斯山上,由哈佛天体物理学中心和史密森尼天文台共同运营。资料来源:平松等人,2023/SebastianGomez(STScI)作为宇宙射线加速器的超新星长期以来,天体物理学家一直怀疑超新星是宇宙射线的主要贡献者。当一颗质量至少是太阳8倍的恒星耗尽燃料时,就会发生这种爆炸。内核坍缩,然后反弹,推动冲击波向外穿过恒星。冲击波加速粒子,产生宇宙射线。当宇宙射线与恒星周围的其他物质和光线碰撞时,就会产生伽马射线。超新星会极大地影响星系的星际环境。它们的爆炸波和不断膨胀的碎片云可能会持续存在5万年以上。2013年,费米测量显示,银河系中的超新星残骸正在加速宇宙射线,当它们撞击星际物质时,会产生伽马射线光。但天文学家说,这些残余物并没有产生足够的高能粒子,无法与科学家在地球上的测量结果相匹配。一种理论认为,超新星可能会在最初爆炸后的几天或几周内加速银河系中能量最高的宇宙射线。但是超新星非常罕见,在银河系这样的星系中,一个世纪才会发生几次。在大约3200万光年的距离内,超新星平均每年只发生一次。从可见光望远镜第一次看到SN2023ixf开始,经过一个月的观测,费米没有探测到伽马射线。挑战与未来研究合著者、法国国家科学研究中心下属蒙彼利埃宇宙与粒子实验室的天体物理学家马蒂厄-雷诺(MatthieuRenaud)说:"不幸的是,看不到伽马射线并不意味着没有宇宙射线。我们必须对所有有关加速机制和环境条件的基本假设进行研究,才能将伽马射线的缺失转化为宇宙射线产生的上限。"研究人员提出了几种可能影响费米观测到该事件产生的伽马射线的情况,比如爆炸碎片的分布方式和恒星周围物质的密度。费米的观测首次为研究超新星爆炸后的状况提供了机会。以其他波长对SN2023ixf进行的更多观测、基于这一事件的新模拟和模型,以及未来对其他年轻超新星的研究,都将帮助天文学家找到宇宙宇宙射线的神秘来源。费米是戈达德管理的一个天体物理学和粒子物理学合作项目。费米项目是与美国能源部合作开发的,法国、德国、意大利、日本、瑞典和美国的学术机构和合作伙伴也做出了重要贡献。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427911.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1427911.htm

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NASA费米太空望远镜在动态伽马射线天空中捕捉到“宇宙烟花”

NASA费米太空望远镜在动态伽马射线天空中捕捉到“宇宙烟花”动画显示了伽马射线天空在2022年2月至2023年2月一年的观测中的狂热活动。这些脉动的圆圈只是LAT在太空中近15年来所收集的1500多条光曲线中的一个子集--这些光曲线记录了光源的亮度如何变化。由于一个国际天文学家团队的工作,这些数据现在可以在一个不断更新的互动资料库中公开获得。有关该资料库的论文于2023年3月15日发表在《天体物理学报》增刊系列上。"我们受到研究星系的天文学家的启发,把这个数据库放在一起,并希望在很长的时间范围内比较可见光和伽马射线光曲线,"资料库的共同作者、阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的天体物理学家DanielKocevski说。"我们当时收到的请求是一次处理一个物体。现在,科学界可以获得整个目录的所有分析数据了。"该动画仅使用了美国宇航局费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜(LAT)一年的数据。每个物体的洋红色圆圈随着它的变亮而增加,随着它的变暗而缩小。黄色的圆圈代表太阳沿着它的年度路径穿过天空。该动画显示了LAT伽马射线记录的一个子集,现在有1500多个天体在一个新的、不断更新的资料库中。这些来源中90%以上是一种被称为耀变体系的星系,由超大质量黑洞的活动驱动。资料来源:美国宇航局马歇尔太空飞行中心/DanielKocevski数据集中超过90%的来源是耀变体,即星系的中心区域,承载着活跃的超大质量黑洞,产生强大的粒子射流几乎直指地球。地面观测站,如美国国家科学基金会在南极洲的冰立方中微子观测站,有时可以探测到这些射流中产生的高能粒子。耀变体是多信使天文学的重要来源,科学家利用光、粒子和时空涟漪的组合来研究宇宙。"2018年,天文学家首次宣布了对来自耀变体的伽马射线和一种叫做中微子的高能粒子的候选联合探测,这要感谢费米卫星和IceCube,"共同作者、马里兰大学巴尔的摩郡分校和马里兰州格林贝尔特的美国航空航天局戈达德太空飞行中心的天体物理学家MichelaNegro说。"拥有历史上的光曲线数据库可以使人们对过去的事件有新的多信使见解。"在动画中,每一帧代表三天的观测。每个物体的洋红色圆圈随着它的变亮而增长,随着它的变暗而缩小。有些天体在整个一年中都会有波动。贯穿天空中央的橘红色带子是我们银河系的中心平面,是一个稳定的伽马射线生产者。那里的颜色越浅,说明光芒越亮。黄色圆圈显示了太阳在天空中的明显年度轨迹。处理完整的目录需要大约三个月的时间,或者超过400个计算机年的处理时间,分布在位于加州门洛帕克的SLAC国家加速器实验室的1000个计算机集群节点上。费米的主要仪器LAT,每三小时扫描整个天空。它探测能量从2000万到超过3000亿电子伏特的伽马射线。作为比较,可见光的能量大多在2到3eV之间。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350743.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1350743.htm

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中国发现宇宙最亮的伽马射线暴 位于24亿光年外

中国发现宇宙最亮的伽马射线暴位于24亿光年外观测表明,该伽马射线暴产生于距离地球24亿光年的宇宙深处,其亮度是此前伽马射线暴亮度纪录的50倍。用天文学家的话说,这是千年一遇的天体爆发事件。“慧眼”卫星全称硬X射线调制望远镜卫星(HXMT),由中国航天科技集团五院抓总研制,2017年6月15日由长征四号乙运载火箭成功发射。“极目”空间望远镜全称“引力波暴高能电磁对应体全天监测器”(GECAM),2020年12月10日由长征十一号运载火箭成功发射。“慧眼”卫星配备的高能X射线望远镜,凭借其在兆电子伏能区最大有效面积,探测到了这次伽马射线暴,并获得了其前兆辐射和早期余辉的高质量数据。通过本次观测,科研人员验证了“慧眼”卫星在探测极端爆发天体方面的独特设计,为后续开展相关观测研究打下了坚实的基础。作为我国自主研制的空间天文观测设备,“慧眼”卫星取得的重要科研成果,为人类深入理解伽马射线暴这类极端宇宙爆发现象提供了独特的宝贵资料,也为我国空间科学和天文基础研究作出了重要贡献。“慧眼”卫星是一颗具有重大科学意义、高度创新性与技术可靠性的科学卫星。2020年8月10日,“慧眼”卫星探测到10亿特斯拉的中子星表面磁场,刷新宇宙磁场直接测量的世界纪录。2022年7月1日,“慧眼”卫星再次刷新该纪录,探测到16亿特斯拉的中子星表面磁场。作为我国首颗空间X射线天文卫星,“慧眼”卫星填补了我国空间X射线天文卫星研制的空白,推动了空间技术的发展,实现了我国天文观测由地面观测到天地联合观测的跨越,树立了卫星研制工程与科学、工程与技术紧密结合的典范。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352693.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352693.htm

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天文学家确定罕见的大质量伽马射线暴GRB 210905A的来源

天文学家确定罕见的大质量伽马射线暴GRB210905A的来源在这一发现之后的几个月里,一个世界性的天文学家团队开始研究爆炸的余辉,以了解是什么原因造成的。意大利国家天体物理研究所(INAF)的研究员AndreaRossi博士领导该小组。来自巴斯大学的CaroleMunDELL教授也参与其中。科学家们得出的结论是,引起辉光的GRB是迄今为止发现的最遥远和最有能量的GRB之一。此外,它的余辉也是有史以来最耀眼的之一。科学家们还惊讶地看到,尽管GRB210905A的年龄很大,但它所显示的特性(如X射线波长)与那些由宇宙爆炸产生的GRB惊人地相似,而这些宇宙爆炸发生的时间更晚,而且离地球更近。Rossi博士说:"由于我们的观察,我们可以得出结论,负责GRB的机制并不随着宇宙的发展而演变。"巴斯大学银河系外天文学HirokoSherwin主席和天体物理学负责人蒙代尔教授也参与了这项研究。她说:"作为迄今为止发现的最强大和最遥远的宇宙爆炸之一,这个罕见的伽马射线暴加入了一个在宇宙历史早期发现的这类爆炸的小俱乐部--而且这个爆炸来自于迄今为止探测到的最明亮的宿主星系。这一发现让我们对大质量恒星--它们生得快,死得也快--在宇宙中早期形成和演化有了新的认识和确认。"这项研究中观察到的GRB的形状较"长",这意味着它来自一个黑洞,该黑洞是由大质量恒星的灾难性坍缩产生的。"短的"GRB通常与紧凑物体的碰撞有关,如中子星。这个光爆首先被绕地球轨道上的尼尔·盖尔斯·斯威夫特天文台的仪器以及在行星际空间运行的GRB猎取望远镜Konus-WIND探测到。天文学家使用地面和太空中的主要望远镜阵列进行的观测又持续了八个月,这些设备包括哈勃、雨燕和钱德拉望远镜。Rossi说:"我们的研究再次表明,在处理瞬时现象时,需要能够快速行动并拥有正确的工具。必须既能在现象仍然明亮时进行观测,以获得清晰明确的结果,然后需要使用那些能够覆盖大的波长范围的设施,从伽马射线到X射线,光学和无线电。"研究人员期望在最近发射的詹姆斯-韦伯太空望远镜的帮助下加深他们对原始爆炸的理解。这个望远镜刚刚开始展示其令人难以置信的能力,有望揭开这个GRB起源的大质量恒星诞生的环境特征。参与GRB研究的大多数天文学家都是STARGATE合作项目的成员,该项目将所有利用ESO设施活跃于GRB后续研究的人聚集在一起。Mundell教授说:"这是全世界科学家之间合作和协调的一个激动人心的例子,他们共同收集、合并和解释使用地面和太空中的一套望远镜和探测器拍摄的数据,在整个电磁波谱的能量范围内捕捉来自这个爆发的消逝的光线--而且是实时的。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335463.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1335463.htm

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最强伽马射线暴 将会曝出这些超新星“猛料”

最强伽马射线暴将会曝出这些超新星“猛料”图1智利的双子座南望远镜对GRB221009A的观测(图片来源:双子星天文台/NOIRLab/NSF/AURA//B.O'Connor(UMD/GWU)&J.Rastinejad&W.Fong(西北大学)短短几小时间,全球数以万计的望远镜指向了爆炸的源头,纷纷记录下这载入史册的一刻。这一事件有个绰号叫做“BOAT”(brightestofalltime),官方名称是“GRB221009A”,科学家们希望通过它阐明在可怕的黑洞中的物理学知识。马里兰和乔治华盛顿大学的布兰登·奥康纳表示:“这是百年一遇,甚至是千年一遇的大事记,我们惊叹于它的出现,并十分庆幸自己有机会研究它。”其实,伽马射线并不稀奇,几乎每天都有一束掠过地球,宇宙中出现的次数更加频繁。大质量恒星超新星爆炸中产生中子星,这一恒星尸骸逐渐燃尽了能量,坍塌引起的伽马射线仅闪耀几分之一秒。而由黑洞引起的伽马射线能长达几分钟,它从超新星爆炸中产生,吞噬了母星的大量物质,不得以巨大射流的形式喷射出来。此次观察到的伽马射线暴相比以往格外突出,产生的光子轰击探测器长达十分钟,携带的能量远高于往常观测值。在18太电子伏特下,GRB221009A的光子能量是地球上最强大的粒子发生器——大型强子对撞机产生光子的两倍。伽马射线与宇宙尘埃相互作用产生的爆炸余波也很不寻常,尽管伽马射线源被银河系的厚带阻隔,但比之前所见的余辉都要闪耀,爆炸使地球大气层发生电离,干扰了长波无线电通信。图2智利的双子座南望远镜观测到的GRB221009A伽马射线暴(图片来源:双子星天文台/NOIRLab/NSF/AURA//B.O'Connor(UMD/GWU)&J.Rastinejad&W.Fong(西北大学))布兰登·奥康纳表示,2022年10月14日,伽马射线发射五天后,我们借助智利的双子座南望远镜,追踪到了大约30%伽马射线的来源,它来自于充满灰尘的人马座星系,也被称作箭星系。同时也带来了另一个惊喜,此次伽马射线暴相比以往离地球更近。参加测量的西北大学学生吉利安·拉斯蒂内贾德说,该射线产生于大质量恒星的坍塌,这些恒星寿命很短。它们遵循宇宙中恒星的形成历史,所以恒星的形成越激烈,这些爆发也越多,大约是宇宙年龄的一半。然而,这次伽马射线暴发生时间较晚,距离我们更近。天文学家推测GRB221009A来源于地球外24亿光年处,此前也观察过更近距离的射线暴,但这次能量高显得非常突出。“正是由于足够耀眼,我们有充足的时间挖掘更多细节”,布兰登·奥康纳指出,“目前至少有50台望远镜在全波段观测,我们能够最大限度地利用科学技术”。实际上射线暴仅仅维持数分钟,但余波影响可持续数周。此外科学家们也致力于寻找超新星引发的爆炸,它向外喷射物质的速度更慢。布兰登·奥康纳说,我们目前的理解是大质量恒星向内坍缩形成黑洞,恒星的残骸不断被吸入,以喷流的形成从黑洞中喷射,并以接近光速运行,形成了伽马射线暴。同时,一部分残骸向外反弹,以较慢的速度运行,形成了超新星爆炸。图3最强伽马射线暴引燃的宇宙尘埃环(图片来源:NASA/Swift/A.Beardmore(英国莱斯特大学))最初形成的伽马射线暴与周围物质作用形成余波,拉斯蒂内贾德表示,该波长横跨电磁波范畴,在X射线和无线电波区域最适宜观察,科学家仍致力于观测射线余波,它首先被宇航局伽马射线追踪卫星Swift拍摄到,在爆炸后几小时在源头周围形成彩色环。望远镜现在可以看到GRB221009A处超新星爆炸的最初迹象,拉斯蒂内贾德指出,未来几周爆炸现象将完全呈现在我们面前,但由于爆炸源位置受限,我们可能无法看到整个超新星爆炸消亡。它逐渐去往太阳后方,所以持续到今年11底,我们在明年2月才能再次观测。她指出,2023年宇航局詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜将一同加入该项工作,分别贡献出它们超强的光学和红外探测能力。探索爆炸产生的能量是一个标志性事件,对于探究其中的化学物质亦是如此,我们对于宇宙中一些重元素的产生仍不清楚,研究超新星有助于我们破解谜题。图4新生黑洞形成强大的伽马射线喷流(图片来源:NASA/ESA/M.Kornmesser)20世纪60年代,用于窥视苏联核试验的军用卫星偶然发现了伽马射线,几十年间伽马射线仍是一个谜题,直到90年代,科学家们首次意识到,隐藏在宇宙中各个角落的伽马射线可能与恒星坍缩有关。目前大量关于伽马射线的理解,仍然是基于理论计算和模拟,科学家们相信此次伽马射线暴将很好地修正之前的理论。科学家们将充分抓住这千载难逢的机会,未来几个月将有海量的文章发表出来。尽管能量类似的爆炸为科学研究带来了福音,但科学家们并不希望这类大爆炸发生在地球附近,最好也不要在我们的星系中。科学家们认为从几千光年外射向地球的伽马射线会破坏臭氧层,引发大气变化最终产生冰河时代。事实上,一次类似的伽马射线暴造成了地球上五大物种灭绝事件之一—约4.4亿年前的奥陶纪物种大灭绝。“幸运的是,此次喷流产生的伽马射线暴非常狭窄,只有几度宽”,布兰登·奥康纳表示,“如果它恰好发生在我们星系,直指我们,那可就危险了,不过好在这类现象发生的概率极低”。补充解释:①NOIRLab:NationalOptical-InfraredAstronomyResearchLaboratory国家光学红外天文研究实验室②NSF:NationalScienceFoundation国家科学基金会③AURA:AssociationofUniversitiesforResearchinAstronomy大学天文研究联合组织④太电子伏特亦即兆兆电子伏特,10^12ev⑤LHC:LargeHadronCollider大型强子对撞机⑥Swift:SwiftGamma-rayBurstExplorer雨燕γ射线暴探测器BY:TerezaPultarovaFY:gxm...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418725.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1418725.htm

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NASA最新太空望远镜将勘测4.5亿个星系 绘制宇宙地图

NASA最新太空望远镜将勘测4.5亿个星系绘制宇宙地图美国国家航空航天局(NASA)为绘制宇宙地图而设计的SPHEREx太空望远镜已进入最后准备阶段。它将于2025年4月发射,研究水和生命必需元素的起源、星系的形成以及宇宙的早期膨胀。SPHEREx采用红外技术,其数据将由一个全球团队进行分析并公布于众。资料来源:加州理工学院SPHEREx是"宇宙历史、再电离纪元和冰探索者光谱光度计"的简称,它像一个牛角号,不过它将高达8.5英尺(约合2.6米),宽近10.5英尺(约合3.2米)。该天文台的锥形光子防护罩是其独特的外形,目前正在南加州美国宇航局喷气推进实验室的无尘室中进行组装。美国宇航局SPHEREx任务的有效载荷副经理兼有效载荷系统工程师萨拉-苏斯卡(SaraSusca)抬头查看航天器的一个光子防护罩。这些同心锥可以保护望远镜免受来自太阳和地球的光和热的影响,这些光和热会使望远镜的探测器不堪重负。图片来源:NASA/JPL-CaltechSPHEREx的望远镜周围将环绕着三个圆锥体,每个圆锥体之间相互依偎,以保护其免受太阳和地球的光和热的影响。航天器将扫描天空的每一个部分,就像扫描地球仪内部一样,每年完成两幅全天空地图。图为美国宇航局SPHEREx望远镜光子防护罩的一部分正在加利福尼亚州斯托克顿的应用航空结构公司进行组装。图片来源:AACS"SPHEREx必须非常灵活,因为飞船在扫描天空时必须相对快速地移动,"JPL的副有效载荷经理兼有效载荷系统工程师萨拉-苏斯卡(SaraSusca)说。"看起来并不是这样,但防护罩实际上很轻,是由一层层像三明治一样的材料制成的。外面是铝板,里面是铝蜂窝结构,看起来像纸板--轻便但坚固。"NASA的SPHEREx将绘制出一幅独一无二的天空地图。视频中展示了这项任务用来进行尖端科学研究的一些特殊硬件。图片来源:NASA/JPL-Caltech任务目标SPHEREx最迟将于2025年4月发射升空,它将帮助科学家更好地了解水和生命所需的其他关键成分的起源地。为此,这项任务将测量星际气体云和尘埃云中水冰的丰度,新恒星诞生于此,行星也最终形成于此。它将通过测量星系产生的集合光来研究星系的宇宙历史。这些测量结果将有助于弄清星系是何时开始形成的,以及它们的形成随着时间的推移发生了怎样的变化。最后,通过绘制数百万个星系的相对位置图,SPHEREx将寻找新的线索,了解宇宙是如何在大爆炸后的几分之一秒内迅速膨胀或膨胀的。图为NASASPHEREx任务的机械集成负责人AmeliaQuan与V形槽散热器在一起,该硬件将有助于保持太空望远镜的低温。图片来源:NASA/JPL-Caltech冷却和稳定SPHEREx将通过探测红外光来实现这一切,红外光的波长范围比人眼所能看到的可见光还要长。红外线有时也被称为热辐射,因为所有温暖的物体都会发出红外线。甚至望远镜也能产生红外光。由于红外光会干扰望远镜的探测器,因此望远镜必须保持低温--低于零下350华氏度(约零下210摄氏度)。外部的光子防护罩将阻挡来自太阳和地球的光和热,锥体之间的缝隙将防止热量向望远镜内部传入。但是,为了确保SPHEREx的工作温度能降到冰点,它还需要一种叫做V形槽散热器的机构:三面锥形镜子,每一面都像一把倒置的伞,堆叠在一起。每块镜子都位于光子防护罩的下方,由一系列楔形镜片组成,可以重新定向红外光,使其通过防护罩之间的缝隙反弹到太空中。这样就可以带走通过支架从室温航天器总线(包含计算机和电子设备)传出的热量。JPL的康斯坦丁-佩纳宁(KonstantinPenanen)是这次任务的有效载荷管理员。"如果温度发生变化,可能会改变探测器的灵敏度,从而产生错误信号"。NASASPHEREx任务的望远镜在JPL进行测试。它被倾斜放置在底座上,这样它就能看到尽可能多的天空,同时又能在三个同心锥的保护范围内,防止来自太阳和地球的光和热。图片来源:NASA/JPL-加州理工学院天空之眼SPHEREx的核心当然是它的望远镜,它使用三面镜子和六个探测器从遥远的光源收集红外光。望远镜倾斜放置在底座上,这样它就能在光子防护罩的保护下看到尽可能多的天空。该望远镜由位于科罗拉多州博尔德的波尔宇航公司制造,5月份运抵位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院,在那里与探测器和V形槽辐射器集成在一起。然后,在JPL,工程师们将其固定在一个振动台上,模拟望远镜在火箭发射到太空时所承受的震动。之后,它被送回加州理工学院,科学家们在那里确认其反射镜在振动测试后仍然可以完成对焦。NASA的SPHEREx将使用这些滤镜来进行光谱分析,科学家们可以用这种技术来研究物体的成分或测量物体的距离。每个滤光片(约一个饼干大小)都有多个片段,可以阻挡除一种特定波长以外的所有红外光。资料来源:NASA/JPL-CaltechSPHEREx的红外线"视觉SPHEREx望远镜内的反射镜可以收集来自遥远天体的光线,但探测器才能"看到"任务试图观测的红外线波长。像太阳这样的恒星会发出整个可见光波长范围的光,所以它是白色的(不过地球的大气层会让它在我们眼中看起来更黄一些)。三棱镜可以将这些光分成不同的波长--彩虹。这就是所谓的光谱学。SPHEREx将使用安装在探测器顶部的滤光片来进行光谱分析。每个滤光片只有饼干大小,肉眼看上去呈彩虹色,并有多个区段,可以阻挡除一种特定波长以外的所有红外光。SPHEREx观测到的每一个天体都会被每一段成像,使科学家能够看到该天体发出的特定红外波长,无论是恒星还是星系。该望远镜总共可以观测到100多种不同的波长。由此,SPHEREx将绘制出不同于以往的宇宙地图。美国宇航局的SPHEREx任务SPHEREx由喷气推进实验室(JPL)负责管理,隶属于位于华盛顿的美国宇航局科学任务局天体物理学处。BallAerospace公司建造了这台望远镜,并将提供航天器总线。SPHEREx数据的科学分析将由美国和韩国10个机构的科学家团队进行。数据将在加州理工学院的IPAC进行处理和存档。SPHEREx数据集将向公众开放。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397423.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1397423.htm

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