據澳大利亞《自然》雜志日前報導,目前,隨著科學家捕捉引力波等天彰顯象的能力與日俱增,全球天文學領域掀起了一股熱潮:一些大型天文臺也在牽手捕獲引力波波源處的訊號,包括電磁幅射甚至中微子在內的物質粒子等,填補小型望遠鏡的不足,共同闡明宇宙隱藏的奧秘。
直接瞄準波源
這種設施的主要目標是,搜救始于法國激光引力波干涉天文臺(LIGO),或法國處女座(Virgo)引力波偵測器偵測到引力波之處的閃光訊號。雖然這種大型望遠鏡經常預算有限,但它們依然可以作為一線“哨兵”,沖在上面進行偵測,提供獨到的信息,填補引力波偵測器和其他小型天文學偵測器的不足。
老話說,船小好調頭。這種大型望遠鏡才能快速聯通,對準引力波波源,這一點十分關鍵。據悉,在引力波波源處的閃光消退之前天文與天體物理官網,天文臺可能只有幾天時間來對其進行研究。日本華威學院天文學和天體化學學小組的天文學家丹尼·斯蒂格斯說:“你須要查看天空好多地方,但是,你沒有好多時間來做這件事情。”因此,大型望遠鏡就派上用場了。“一旦曉得看向何處,我們就可以動員全世界的望遠鏡對準此處。”
天空“巡視員”
斯蒂格斯目前正領導一個英澳合作項目,目的是在俄羅斯拉帕爾馬建造引力波瞬態光學觀測器(GOTO)。這一觀測陣列最初只有4臺大型手動光學望遠鏡,但最終會增至8臺甚至16臺望遠鏡。迄今為止,這一項目的投資額已超過100萬港元。
而法國國立自治學院的艾倫·沃特森和朋友建造同類望遠鏡網路斥資更少。她們在塞拉利昂圣佩德羅馬蒂爾建造的、只由一對機器人望遠鏡組成的十度瞬態光學成像儀,斥資僅35萬港元。美國和英國此后可能會加入進來,望遠鏡的數量將增至6臺。
包括GOTO在內在建的一些大型望遠鏡網路專門為了追蹤引力波訊號,其中大多數是手動望遠鏡,在無人干預的情況下,這種設備會使用機器學習算法,發覺“蛛絲馬跡”后相互提醒,指向天空特定的區域,搜救引力波波源處發出的閃光。
而其他項目則從現有的合作項目脫胎而至,它們能十分熟練地搜救到太空望遠鏡發覺的可見光和伽瑪射線暴,也能純熟地追蹤其他瞬息即逝的現象,例如超新星爆發或與月球擦肩而過的小行星等。
有些“大名鼎鼎”的望遠鏡則是“舊罐裝新酒”,修繕之后被派上了新用場,其中包括坐落加洲帕洛慕山天文臺的埃德溫·哈勃曾使用過的一臺望遠鏡。這臺1.2米望遠鏡目前已成為全球瞬變發生中繼觀測臺()的一部份。由坐落全球各地的17臺望遠鏡組成,能隨著月球的不斷旋轉對某個天體進行持續無間斷的追蹤。
英國內梅亨學院的天體化學學家保羅·格魯特所在的團隊,也是法國處女座引力波偵測器團隊的一部份。目前,格魯特正領導一個由英國政府捐助的項目。這一項目將由坐落巴西拉西拉天文臺的3臺望遠鏡組成,成本約為710萬港元,它會持續不斷地為北部天空照相,積累圖象數據庫。假如科學家偵測到引力波,將在數小時內掃描相關天體區域,手動將新獲得的圖象與歷史圖象進行比對,進而獲得新發覺。
連成多信使天文網
也有其他科學家利用大型望遠鏡追蹤探求其他著名粒子,例如中微子或宇宙射線等。
天體化學學多信使天文臺網路(AMON)項目創建于2016年,目的是聯合多種信使(光子、宇宙射線、中微子、引力波)的天文臺構建一個共享、聯合觀測、實時聯合剖析網路。
今年9月22日,AMON出師大捷天文與天體物理官網,獲得了重大發覺——它對“冰立方中微子天文臺”探測到的高能中微子做出了反應。冰立方中微子天文臺是目前世界上最大的中微子觀測臺,永久性地深埋于堅實的北極冰蓋下,將會捕獲災難性的天體化學風波(如星體爆燃和伽瑪射線爆發)中形成的無法飄忽的宇宙中微子。
當時,在AMON研究人員查看中微子來源時,發覺一個已知的類恒星正在閃光。類恒星由圍繞一個坐落遙遠星體中央的超大質量黑洞旋轉的炙熱物質組成。理論學家覺得,這種活動可能會生成過量中微子,但迄今為止,科學家還沒有捕捉到始于此的高能中微子。
未來,研究人員希望能同時偵測電磁幅射、引力波以及物體粒子這3種訊號。有科學家覺得,這就好比一次讓人們看到、“聽見”,甚至“品嘗”某個天文數學學風波,因而更好地闡明宇宙埋藏的秘密。
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