為什麼要送望遠鏡上天

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為什麼要送望遠鏡上天

關鍵詞1:空間望遠鏡

關鍵詞2:建造望遠鏡的適宜之地

人們用肉眼看到的來自天體的光線,僅僅是它們發出的電磁波的一小部分。來自遙遠天體的X射線、伽馬射線和一部分紫外線、 紅外線及射電波在到達地面之前就被大氣吸收掉了。天文學家若想要觀測到天體發射的這些波段的電磁波,只有將望遠鏡送上天。

怎麼才能把望遠鏡送上天,送到天上多高才算合適呢?這要看我們用什麼波段來進行觀測。如果是觀測紅外線,那麼用飛機、氣球搭載望遠鏡就可以。因為吸收紅外線的水汽主要聚集在底層大氣中。若想觀測高能的諸如X射線、伽馬射線,那麼就需要用火箭搭載探測器衝出大氣層。當然,如果使用衛星作為平臺,那就再好不過了。大氣除了會吸收天體的光線之外,其湍流也是個大麻煩。湍流的大氣如同沸騰的開水,讓天體的細節模糊不清。為了得到更高的分辨率,除了採用自適應光學技術,還可以將光學望遠鏡送人太空。著名的哈勃空間望遠鏡主要就工作在光學波段,它為我們拍攝了非常多的超級精細、美妙絕倫的天體照片。

為什麼要送望遠鏡上天

空間望遠鏡全系統主要由望遠鏡、觀測儀器和輔助系統三部分組成。觀測儀器有天體微光照相機、廣角照相機、天體攝譜儀等。望遠鏡所獲得的圖像、測量數據、光譜分析資料都可以在空間望遠鏡上直接轉換成數字形式,經衛星再傳送到地面的宇宙控制中心。

空間望遠鏡分辨本領要比地面上同樣的望遠鏡強10倍以上,可以觀測到暗50倍、遠7倍的闇弱天體。無疑,太空中這臺最大的望遠鏡用於天文觀測,將獲得更多的資料,對於研究恆星的誕生和死亡、星系的演化,以及揭示類星體、黑洞、宇宙射線大爆發等“宇宙之迷”的奧秘,將作出重大貢獻。

如今,太空中已有了許多空間望遠鏡。著名的空間望遠鏡愛因斯坦天文臺、錢德拉賽卡X射線天文臺、哈勃空間望遠鏡、赫歇爾衛星等。哈勃空間望遠鏡的後繼者詹姆斯.韋伯空間望遠鏡正在建造中,人們相信更大口徑的空間光學望遠鏡必將會帶來更多的驚喜。

為什麼要送望遠鏡上天

空間望遠鏡有著地基望遠鏡難以比擬的優勢:沒有大氣對各種電磁波的吸收和散射,沒有大氣的擾動搗亂。但是建造一臺大型的空間望遠鏡,並不是一件容易事。在空間軌道上架設望遠鏡,由於處於失重環境,想要控制它非常困難。

另外一個麻煩來自地球,目前大多數空間望遠鏡的軌道都不很高,地球的遮擋和干擾對望遠鏡的觀測質量和效率都有不小的影響。

如果有一塊沒有大氣的陸地用來建設大型望遠鏡,那就完美了。這塊陸地就是我們的月球。月球上沒有空氣,也就沒有風,天文觀測不會受到干擾。在月球上建造的望遠鏡,叫“月基望遠鏡”。月球的重力只是地球的1/6,工程建造會比地球上容易很多。月球的地質活動微弱,和地震相比,月震的強度只有其億分之一,而且在月球上還絲毫不受人類活動的干擾。

為什麼要送望遠鏡上天

最重要的一點,月球擁有漫長的黑夜,月球的自轉週期和公轉週期相同,長達一個月,也就是說會有半個月時間處於黑夜。另外,由於月球上沒有大氣,即使在白天,天空也是黑的。這樣我們就可以進行超長時間的曝光照相,可以觀測到更遠更闇弱的天體。


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