世界上“最先进”的相机将为外星世界寻找

 作者:郑柝乳     |      日期:2017-09-10 03:08:02
美国研究人员开发的一种新型摄像机将允许天文学家在寻找另一个地球时直接对附近恒星周围的行星进行成像这款名为DARKNESS(DARK-speckle近红外能量分辨超导分光光度计)的相机依靠极其敏感的超导探测器来收集来自遥远世界的光线据加利福尼亚大学圣芭芭拉分校的物理学家Ben Mazin介绍,当前的光学和近红外望远镜使用带有半导体探测器的摄像机 - 与手机和数码相机相同的类型 [你如何从地球上发现外星球 (信息图表)]但Mazin说,半导体传感器具有一定的局限性,使得这种技术难以对微弱物体进行成像 - 例如附近的遥远恒星和行星 - 这是他希望在DARKNESS相机中采用新技术的一个问题在超导探测器上,将解决 “当能量超过1电子伏特的单个光子撞击半导体探测器时,它会释放一个电子,”Mazin说 “在超导探测器中,它可以释放5,000或10,000个电子由于还有更多的电子需要测量,我们可以做半导体探测器无法做到的事情” Mazin表示,DARKNESS的新技术称为微波动能电感探测器(MKID),工作温度极低,仅比绝对零度高十分之一由铂硅化物制成的超导体就像电感器,在磁场中存储能量的电子元件,与电容器一起工作,电容器以电场的形式存储能量,形成振荡器,电可以检测特定频率信号的电路当光子撞击超导体时,它会“改变振荡器的共振频率,”Mazin说 “我们测量这种转变,以确定光子何时进入,以及它有多少能量”凭借其灵敏度,10,000像素的DARKNESS相机可以通过检测它们反射的光线,对附近恒星附近的行星进行直接成像着名的系外行星猎人开普勒望远镜依靠间接方法,称为过渡技术,当行星从它前面经过时,它可以探测到恒星亮度的下降 “运输技术很棒,但你需要有一个完美的行星和恒星对齐才能看到它的运输,”Mazin说 “只有大约1%的明星表现出过境他们非常罕见”另一种检测系外行星的间接技术可以测量恒星径向速度的变化 - 它微小的摆动 - 以及轨道行星的影响 Mazin说,DARKNESS相机使用的直接成像技术可以是最通用的行星发现过程 “这实际上是拍摄了明星和地球的照片,”马津说 “你可以[甚至]获得这个星球的光谱,但它在技术上极具挑战性”到目前为止,该摄像机已经在圣迭戈附近的Palomar天文台的5米(16英尺)Hale望远镜上进行了四次测试 Mazin说,该仪器需要克服的最大障碍是地球的大气层,这会导致星星闪烁 “我们正试图在明亮的光线旁边寻找一个微小的光点,大气层将它全部模糊成一个巨大的斑点,”Mazin说 “我们正在使用自适应光学系统,它是一个橡胶镜和一个波前传感器,它测量大气层并每秒更换镜子2000次以消除大气失真”今年晚些时候,研究人员计划在夏威夷Mauna Kea的8米(26英尺)望远镜上部署一个更大的20,000像素摄像头 “从5米到8米的望远镜,你可以看到一个很大的改进,”马津说 “Mauna Kea是世界上最好的这种工作场所,我们希望8米望远镜与强大的自适应光学系统相结合,让我们开始寻找更多的行星,并且第一次开始看到行星反射光“ Mazin说他希望这项技术将用于未来的30米(98英尺)望远镜,它将足够强大,可以读取附近恒星周围的系外行星的反射光谱,并在这些世界的气氛中寻找生命的特征 超导探测器以前曾用于测量宇宙微波背景的亚毫米望远镜和望远镜; Mazin表示,到目前为止,扩展它们一直是一项挑战这项新工作于4月份在太平洋天文学会出版物杂志上详细介绍关注我们@Spacedotcom,