据澳大利亚《自然》杂志日前报导,目前,随着科学家捕捉引力波等天彰显象的能力与日俱增,全球天文学领域掀起了一股热潮:一些大型天文台也在牵手捕获引力波波源处的讯号,包括电磁幅射甚至中微子在内的物质粒子等,填补小型望远镜的不足,共同阐明宇宙隐藏的奥秘。
直接瞄准波源
这种设施的主要目标是,搜救始于法国激光引力波干涉天文台(LIGO),或法国处女座(Virgo)引力波侦测器侦测到引力波之处的闪光讯号。虽然这种大型望远镜经常预算有限,但它们依然可以作为一线“哨兵”,冲在上面进行侦测,提供独到的信息,填补引力波侦测器和其他小型天文学侦测器的不足。
老话说,船小好调头。这种大型望远镜才能快速联通,对准引力波波源,这一点十分关键。据悉,在引力波波源处的闪光消退之前天文与天体物理官网,天文台可能只有几天时间来对其进行研究。日本华威学院天文学和天体化学学小组的天文学家丹尼·斯蒂格斯说:“你须要查看天空好多地方,但是,你没有好多时间来做这件事情。”因此,大型望远镜就派上用场了。“一旦晓得看向何处,我们就可以动员全世界的望远镜对准此处。”
天空“巡视员”
斯蒂格斯目前正领导一个英澳合作项目,目的是在俄罗斯拉帕尔马建造引力波瞬态光学观测器(GOTO)。这一观测阵列最初只有4台大型手动光学望远镜,但最终会增至8台甚至16台望远镜。迄今为止,这一项目的投资额已超过100万港元。
而法国国立自治学院的艾伦·沃特森和朋友建造同类望远镜网路斥资更少。她们在塞拉利昂圣佩德罗马蒂尔建造的、只由一对机器人望远镜组成的十度瞬态光学成像仪,斥资仅35万港元。美国和英国此后可能会加入进来,望远镜的数量将增至6台。
包括GOTO在内在建的一些大型望远镜网路专门为了追踪引力波讯号,其中大多数是手动望远镜,在无人干预的情况下,这种设备会使用机器学习算法,发觉“蛛丝马迹”后相互提醒,指向天空特定的区域,搜救引力波波源处发出的闪光。
而其他项目则从现有的合作项目脱胎而至,它们能十分熟练地搜救到太空望远镜发觉的可见光和伽玛射线暴,也能纯熟地追踪其他瞬息即逝的现象,例如超新星爆发或与月球擦肩而过的小行星等。
有些“大名鼎鼎”的望远镜则是“旧罐装新酒”,修缮之后被派上了新用场,其中包括坐落加洲帕洛慕山天文台的埃德温·哈勃曾使用过的一台望远镜。这台1.2米望远镜目前已成为全球瞬变发生中继观测台()的一部份。由坐落全球各地的17台望远镜组成,能随着月球的不断旋转对某个天体进行持续无间断的追踪。
英国内梅亨学院的天体化学学家保罗·格鲁特所在的团队,也是法国处女座引力波侦测器团队的一部份。目前,格鲁特正领导一个由英国政府捐助的项目。这一项目将由坐落巴西拉西拉天文台的3台望远镜组成,成本约为710万港元,它会持续不断地为北部天空照相,积累图象数据库。假如科学家侦测到引力波,将在数小时内扫描相关天体区域,手动将新获得的图象与历史图象进行比对,进而获得新发觉。
连成多信使天文网
也有其他科学家利用大型望远镜追踪探求其他著名粒子,例如中微子或宇宙射线等。
天体化学学多信使天文台网路(AMON)项目创建于2016年,目的是联合多种信使(光子、宇宙射线、中微子、引力波)的天文台构建一个共享、联合观测、实时联合剖析网路。
今年9月22日,AMON出师大捷天文与天体物理官网,获得了重大发觉——它对“冰立方中微子天文台”探测到的高能中微子做出了反应。冰立方中微子天文台是目前世界上最大的中微子观测台,永久性地深埋于坚实的北极冰盖下,将会捕获灾难性的天体化学风波(如星体爆燃和伽玛射线爆发)中形成的无法飘忽的宇宙中微子。
当时,在AMON研究人员查看中微子来源时,发觉一个已知的类恒星正在闪光。类恒星由围绕一个坐落遥远星体中央的超大质量黑洞旋转的炙热物质组成。理论学家觉得,这种活动可能会生成过量中微子,但迄今为止,科学家还没有捕捉到始于此的高能中微子。
未来,研究人员希望能同时侦测电磁幅射、引力波以及物体粒子这3种讯号。有科学家觉得,这就好比一次让人们看到、“听见”,甚至“品尝”某个天文数学学风波,因而更好地阐明宇宙埋藏的秘密。
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