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老干部也要发挥余热——新视野号退休不退责

牧夫天文  · 公众号  · 科学  · 2017-04-24 07:35

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老干部也要发挥余热——新视野号退休不退责

还记得前年搞了大新闻的新视野号吗?

新视野号在2015年7月创造了历史,成为近距离飞掠冥王星的第一个任务。在此次任务中,新视野号观测到了一些从未见过的关于这个遥远世界的现象。这包括有关其许多冥王星的表面特征,如大气、磁环境及其卫星系统的信息。它还首次提供了冥王星的详细地图。

此次探索任务早已完成了与冥王星的会合,并已经开始与柯伊伯带天体(KBO)2014 MU69首次会面。而在此期间,它还肩负着额外的重任。科学家团队正在利用新视野号的位置优势,使用探头长距离侦察成像仪(LORRI)的数据,对宇宙光学背景(COB)进行测量。

宇宙光学背景基本上是穿过银河系的边缘而熠熠闪耀的来自其他星系的可见光。通过测量光度,天文学家能够充分了解星系的位置、大小和密度,以及关于宇宙的结构和形成的测试理论。但这并不是一件容易的事情,为什么会这样呢呢?因为在太阳系内部进行的任何测量,都会受到太阳系的干扰。

新视野探测器已经从冥王星进入了柯伊伯带。来源:NASA / JHUAPL

地球望远镜会受到我们大气层的干扰,同样地,天基望远镜必须与太阳的亮度相抗衡。此外,行星际尘埃(IPD)在太阳系(称为黄道光)中对光线有着散射的效果,这也可能掩盖来自远处的光源。但是,像新视野号这样的探测器,已深入太阳系边缘,并不会受到这种干扰。

因此,来自罗切斯特理工学院(RIT)、约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)、加州大学伯克利分校和加州大学伯克利分校的研究人员团队选择使用新视野号的数据来衡量宇宙光学背景。他们的研究报告最近在《自然通讯(Nature Communications)》发表,题目是《使用新视野号中的远程侦察成像仪测量宇宙光学背景(Measurement of the cosmic optical background using the long range reconnaissance imager on New Horizons)》。

为了进行这项研究,该团队分析了新视野号在木星和天王星之间的巡航阶段所获得的LORRI数据。在使用天空中四个不同的孤立场(2007年至2010年)之间的数据后,该团队得到了宇宙光学背景亮度的统计上限。

该研究的主要作者迈克尔(Michael Zevkov)是RIT物理与天文学院的助理教授,也是RIT探测器和未来光子计划中心的成员。正如他在RIT新闻稿中所说:

“这个结果显示了在太阳系边缘进行天文学观测的可行性。我们看到的是,光学背景与星系光线的亮度完全一致;以前自地球附近的测量需要高亮度的额外的光源,而现在,我们不再需要很多额外的光源。该研究证明,这种测量是可以从太阳系边缘进行的,而且LORRI也有能力做到这一点。”

测量宇宙光学背景的光度是测试宇宙学模型的一种方式,可以解释宇宙的结构和演变。来源:2MASS / Caltech

他们的结果还表明,哈勃望远镜上的第二代广域和行星照相机 (WFPC2)进行的早期测量过亮(由于干扰)。然而,他们的结果与以前的测量数据是一致的,这些测量基于先驱者10号和11号任务获得的数据。早在上个世纪七十年代,这些探测器就驶离了木星,收集来自宇宙的数据,探索外太阳系。

该团队通过证实与这些结果与多年来的其他测量相一致,展示了新视野号任务中的巨大价值。科学家希望在2021年之前,将能够有机会对宇宙光学背景进行更多的测量。考虑到到达太阳系边缘的探测器非常少,迈克尔和他的同事们要充分利用这个机会是可以理解的。

他说:“美国国家宇航局每十年左右发射一个外太阳系任务。 ”他们发送的通常是行星探测器,飞船上的仪器被设计来观测行星,而不是用于研究天体物理学。当LORRI仍然运作时,设计测量方法可以优化观测技术...通过精心设计的调查,我们应该能够产生对宇宙漫反射光进行测量,并对光学波段中的星系光线进行严格的约束。”

艺术家的概念图:新视野飞船的遇到了一个柯伊伯带天体,这是新视野号在2015年7月飞掠冥王星之后的扩展任务的一部分。来源:NASA / JHUAPL / SwRI

最初,新视野的使命在与冥王星的历史性会合后就结束了。然而,这项任务很快就会延长到2021。同时,如果新视野号也能揭示宇宙的奥秘,那么,它将会成为这个时代最具突破性的任务之一。

原文链接:https://www.universetoday.com/134986/bored-new-horizons-spacecraft-takes-part-time-job-fill-time/

作者:马特 · 威廉姆斯(Matt Williams)

翻译:凌安      |  校对:雪思瑜

编排:邱煜欣  |  配乐:解仁江

责任编辑:解仁江

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