科学家发现奇特行星系统,巡天望远镜有望开启新篇章
最近,欧洲建设在智利的甚大望远镜,取得了一个惊人的航天发现,3颗棕矮星,也就是介于太阳和木星之间的次恒星,以一个超乎想象的奇特方式运行着。2颗较大的棕矮星,形成了双恒星轨道,而另一颗较小的棕矮星,以一个不可思议的角度,从两颗次恒星之间的地带上下穿梭,犹如蹦极一般,形成了一个极端狭长椭圆的环双星轨道。如果不是通过甚大望远镜亲眼所见,科学家几乎很难想象行星系统,能以这样微妙的平衡运行。
而欧洲科学家能取得如此奇妙的科学发现,全都归功于甚大望远镜。欧美对于光学望远镜的投资相当巨大,从大名鼎鼎的哈勃到韦伯,再到一系列地面望远镜,截止2025年,前5乃至前10的超大型光学望远镜,几乎全部由欧洲包揽。此次发现环双星行星的甚大望远镜,由4个直径8.2米的光学望远镜组成,4台望远镜协同探测,分辨率相当于130米直径的普通光学望远镜,而也正是得益于甚大望远镜的建成,人们才掀起观测系外行星的浪潮。而且,甚大望远镜只是一个开始。
目前,欧洲还在紧锣密鼓的建设,观测能力比甚大更强的极大望远镜。极大望远镜主镜直接接近40米,得益于采用全新技术的5个独立镜面,极大望远镜的探测能力,可以达到单架甚大望远镜的26倍。根据研究人员的模拟,极大望远镜如果投入使用,只需要1个小时,就可以确定4光年外比邻星系统,恒星宜居圈内类地行星比邻星b,其具体大气成分,并根据氧气甲烷二氧化碳数据,判定比邻星B目前,是否存在类似地球的生态系统,乃至推测比邻星B,将来能否发展为第二个地球。而最新消息显示,欧洲极大望远镜已经完成穹顶框架的全部建造工作,整个项目,目前已经进入最后收尾阶段。预计再经过2到3年的收尾和测试,极大就能在2028年进行首次观测。
而除了极大望远镜,美国还在夏威夷建造镜面直径30米的TMT光学望远镜,清晰度远远超过“老爷镜”哈勃,准备用来观测黑洞,并探寻暗能量和暗物质的本质,原计划2027投入使用。但是目前进度并不乐观,很有可能会跳票。不过就如韦伯望远镜一样,美国对于TMT光学望远镜的期待非常高,国际上也有很多伙伴参与该项目,所以TMT望远镜完成建造,只是时间问题而已。除此以外,美澳还正在建造镜面直径24.5米的麦哲伦光学望远镜,光学成像能力200倍于哈勃的美国南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,也准备在明后两年发射。与此同时,NASA还在计划开发韦伯望远镜的继任者,项目代号HWO,暂时名称为宜居行星观测站,该太空望远镜将部署在拉格朗日点,专门用于探测太阳系外类地行星的具体气候情况。
所以,我国的望远镜呢?中国拥有最大的射电望远镜,直径500米,绰号天眼。但是在大型光学望远镜领域,我们仍然一片空白,2米以上直径的光学望远镜数量为0,对于一个基建航天大国来说,令人难以置信。北大和西安师大准备在青藏高原建造的EAST光学望远镜,初期直径计划6米,2030年扩展镜面,直径也不过是8米。我国追求光学望远镜的另一大努力,是出钱参与上述提到的TMT光学望远镜项目,但是该项目第一由美国主导,第二由于美国国内的选址问题,项目进展很慢。现在有许多消息指出,中科院国家天文台,疑似因为资金问题,已经退出美国TMT项目。
现在,中国光学望远镜短期内的最后希望,全寄托在巡天望远镜上。但2米级的光学望远镜,我们也是第一次造,更不要说还是2米级的空间望远镜,还要具备空间站对接能力,再加上设计规格很高。所以,巡天的发射,也从2023跳票到2024,然后又跳票到2026年。但这应该就是最后了,巡天的基本组件已经制造完成,现在需要的就是组装测试和收尾,明年升空观测,可以说板上钉钉。那么,巡天能带来什么?虽然光学直径只有2米,但因为是太空部署,可以规避地球干扰,巡天望远镜的探测能力,完全可以比肩地球上的10米级大型光学望远镜。而且,国内光学望远镜建设发展缓慢的一大重要原因,就是投资大成果少。但是,巡天上天,将为中国光学望远镜发展,创造一个大的机遇,如果能创造大量天文成果,以中国的基建能力,30米级的地面天文望远镜拔地而起,研发6米级的太空望远镜,完全是手到擒来。所以说,万事开头难,但只要巡天开了这个至关重要的头,航天大爆发只是时间问题。
作者:纵览