音頻科普:-我們如何觀測銀河係之外的天體?
發布時間:2020-09-25
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音頻科普:-我們如何觀測銀河係之外的天體?

費米望遠鏡觀測到的射線通常是來自一些超大質量的黑洞(圖片來源:pixabay)

  無論是銀河係更遙遠的區域,或是放眼整個(ge) 宇宙,絕大部分的空間都是極不穩定的地方。這些人類無法目之所及的地方通常存在著大量奇特的天體(ti) ,但是科學家想要了解和研究它們(men) 卻十分困難。不過幸運的是,在極端條件的影響下,這些天體(ti) 會(hui) 向外釋放電磁輻射,科學家可以利用這些射線,進一步轉化成有價(jia) 值的數據信息。通過這個(ge) 方法,科學家就能夠描述這些難以直接觀測的天體(ti) 。

  2008年,美國國家航空航天局發射了搭載“費米太空望遠鏡”的火箭。這個(ge) 以意大利物理學家名字命名的空間望遠鏡,正是科學家捕捉遙遠宇宙中射線信息的利器。僅(jin) 在過去幾年裏,費米望遠鏡就觀測到了超過三千個(ge) 伽馬射線源。伽馬射線是原子衰變裂解時釋放出的射線之一,是波長短於(yu) 0.01納米、穿透力極強的電磁波。費米望遠鏡觀測到的這些射線通常是來自一些超大質量的黑洞。

  與(yu) 我們(men) 所熟悉的熱輻射發光不同,這些處於(yu) 遙遠宇宙中的天體(ti) 隻會(hui) 產(chan) 生能量極高的X射線和伽馬射線,無論是人眼、光學望遠鏡或是紅外望遠鏡都無法進行正常觀測。費米望遠鏡則是一種完全不同的觀測儀(yi) 器,它被發射到會(hui) 阻隔伽馬射線的大氣層之外,它擁有能夠轉化伽馬光子的大麵積望遠鏡。經過對轉化後粒子性質的處理與(yu) 分析,費米望遠鏡可以還原出原射線的能量與(yu) 入射角度,進而定位射線源位置和判斷天體(ti) 類型。

觀測數據的圖像化展示(圖片來源:見參考文獻)

  截至2018年,在費米望遠鏡觀測到的所有輻射源中,大約有80% 是來自於(yu) 遙遠星係中的“耀變體(ti) ”。耀變體(ti) 就是吸入物質後向地球方向發射粒子流和輻射的超大質量黑洞。當我們(men) 需要研究耀變體(ti) 的性質與(yu) 產(chan) 生過程時,費米望遠鏡的觀測數據就起到了極大的作用。通過分析數據之間的差異,科學家還可以從(cong) 中找到不同類型的耀變體(ti) 。

  有10% 的輻射源是銀河係內(nei) 的“超新星遺跡”或“脈衝(chong) 星風雲(yun) ”,它們(men) 就是爆炸後的恒星及所產(chan) 生的中子星等所構成的新天體(ti) 。這些輻射源距離我們(men) 相對較近,因此科學家可以得到更為(wei) 準確的數據。進一步,我們(men) 能夠從(cong) 中分析出這些天體(ti) 的結構,對天鵝座蠶繭星雲(yun) 的研究正是一個(ge) 實例。

  另外還有10% 的輻射源暫時無法分類,但一些科學家認為(wei) 其中有理論物理學領域所期待的天文觀測證據。例如,關(guan) 於(yu) 暗物質是否存在的問題。根據理論,暗物質粒子湮滅時釋放的光子正好在費米望遠鏡的觀測範圍之內(nei) ,如果可以得到確認,那麽(me) 這將是引力效應之外的新證據。

一些輻射源距離我們(men) 相對較近,科學家可以得到更為(wei) 準確的數據(圖片來源:pixabay)

  人類自古以來就有對於(yu) 星空無窮的好奇心。過去,我們(men) 曾經憑著肉眼觀察到了離我們(men) 最近的幾顆行星。隨著科學技術的進步,天文學家又逐步發現了太陽係的其他行星。直到今天為(wei) 止,銀河係之中各式各樣的天體(ti) 也已經被人們(men) 逐一認識。

  在未來幾年裏,費米望遠鏡將持續進行過往所製定的長期觀測項目,並且新的觀測計劃、以及與(yu) 其他太空觀測設備的協作也已經提上日程。科學家將根據觀測到的新信息,繼續描繪整個(ge) 宇宙的圖景。

  科學家可以從(cong) 任意一個(ge) 輻射源出發,去探尋一個(ge) 尚未知曉的遙遠世界。費米望遠鏡或其他太空觀測設備,正是人們(men) 所搭設的、通往未知目的地的橋梁。這些輻射源就如同宇宙中的一個(ge) 個(ge) 燈塔,指引著我們(men) 找到正確的方向。



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