NASA：在十年內(nèi)將一顆模仿恒星的微小衛(wèi)星發(fā)射到太空

據(jù)悉，NASA有一項(xiàng)新的計(jì)劃 —— 在十年內(nèi)將一顆模仿恒星的微小衛(wèi)星發(fā)射到太空。它大約為一個(gè)面包盒大小，配備八個(gè)激光器，能夠在地面望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)下模擬幾乎任何類型的恒星或超新星。通過模擬恒星，這顆人造星將幫助天文學(xué)家改進(jìn)對(duì)真實(shí)恒星的研究方法。

新批準(zhǔn)的耗資1950萬美元的Landolt任務(wù)（https://landolt.gmu.edu/）計(jì)劃于2028年或2029年開始，將發(fā)射一顆12U立方體衛(wèi)星（CubeSat，約20x20x34厘米）大小的衛(wèi)星。該人造星將被放置在距地球表面22,236英里（距離赤道約35800公里）的同步軌道上，這意味著其速度將與地球自轉(zhuǎn)速度匹配，因此在夜空中看起來像是固定的點(diǎn)。該軌道也將是地球靜止軌道，將使衛(wèi)星遠(yuǎn)離美國西南海岸，加利福尼亞、智利和夏威夷的望遠(yuǎn)鏡可以在那里看到它。

“為了節(jié)省成本，我們將與其他航天器搭便車，因此軌道最終將取決于可用的發(fā)射機(jī)會(huì)，”該任務(wù)的首席研究員、弗吉尼亞州費(fèi)爾法克斯喬治梅森大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)副教授Peter Plavchan解釋道。

該衛(wèi)星目前的設(shè)計(jì)需要八個(gè)激光器，波長從488納米藍(lán)光到1550納米近紅外光不等?！斑@個(gè)范圍跨越了天文學(xué)家用望遠(yuǎn)鏡觀察的典型波長，”Plavchan說，“這些波長也是以前被證明在太空中工作的激光器中的波長。我們不會(huì)使用以前從未飛行過的東西。”

激光器的功率范圍從0.1瓦到0.5瓦。這顆人造恒星的亮度不足以在地球上用肉眼看到，但可以在家里用個(gè)人望遠(yuǎn)鏡看到。“每個(gè)人都聽說我們要發(fā)射太空激光器，每個(gè)人都很興奮，” Plavchan說，“但這些東西將比眼睛在最黑暗的地方看到的最微弱的東西還要暗100多倍?！?/p>

該衛(wèi)星將使用光纖激光器，“這是非常穩(wěn)定的光源，”Plavchan說。Landolt任務(wù)的主要目標(biāo)是幫助天文學(xué)家計(jì)算遙遠(yuǎn)恒星的絕對(duì)通量校準(zhǔn)，即測(cè)量恒星發(fā)射的光子數(shù)量。通過控制光子輸出，這顆人造星將提供一個(gè)可靠的參考點(diǎn)，使天文學(xué)家能夠更準(zhǔn)確地確定恒星的絕對(duì)通量，精度可提高到目前估計(jì)值的十倍。

目前，當(dāng)談到現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡在測(cè)量一顆遙遠(yuǎn)恒星的亮度方面的準(zhǔn)確度時(shí)——每秒有多少光子從它到達(dá)——“有些人說它們的準(zhǔn)確度在1%以內(nèi)，有些是2%-3%甚至更糟，”Plavchan說，“這次任務(wù)旨在將這種不確定性降低到0.5%以下。”

更好地估計(jì)亮度是推斷空間中事件和物體距離的關(guān)鍵。當(dāng)白矮星從伴星吸走過多質(zhì)量后爆炸時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。所有Ia型超新星的亮度都相對(duì)相似，因此天文學(xué)家將其用作測(cè)量宇宙距離的“標(biāo)準(zhǔn)蠟燭”。Ia型超新星看起來越暗，它離地球就越遠(yuǎn)。更準(zhǔn)確地讀取標(biāo)準(zhǔn)蠟燭的亮度可以更好地估計(jì)數(shù)百萬顆恒星的亮度。

Landolt任務(wù)將間接揭示暗能量，科學(xué)家們認(rèn)為暗能量是一種神秘現(xiàn)象，正在將宇宙推向分裂。研究人員表示，暗能量可能占宇宙的70%左右。更好地估計(jì)一切事物的距離有助于確定暗能量加速宇宙膨脹的速度，從而幫助科學(xué)家找出哪些模型最能解釋暗能量。

更好地估計(jì)恒星的亮度也可以幫助天文學(xué)家更好地了解它的許多其他特性，如年齡、大小和溫度。Plavchan說，這反過來可以揭示任何圍繞這些恒星運(yùn)行的潛在系外行星的許多細(xì)節(jié)，比如它們是否位于恒星的宜居帶內(nèi)。

Plavchan說：“我是一名系外行星天文學(xué)家，所以我對(duì)由此能夠提高對(duì)恒星的了解來增進(jìn)對(duì)這些恒星周圍行星的了解感到非常興奮?！?/p>

現(xiàn)在，Plavchan和其他參與此次任務(wù)的研究人員只需要確保他們準(zhǔn)備好按時(shí)發(fā)射即可。“四年后推出的想法意味著我們正在處理一個(gè)非常激進(jìn)的時(shí)間表，” Plavchan說，“老實(shí)說，時(shí)間很緊張。我們還有很多事情要做。”

審核編輯：彭菁