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薇拉·鲁日向爱梨宾天文台应该能在一个月内探测到几个星际物体。

天文学与空间 2022-05-02 00:01:11

马特·威廉姆斯,《今日宇宙》 日落时分的鲁宾天文台,由一轮满月照亮

学分:鲁宾天文台/国家自然科学基金/AURA 维拉C

鲁宾天文台,前身是大型天气观测望远镜(LSST),将于明年开始运作

不想让一个完美的首字母缩略词浪费掉,它的第一次活动将被称为空间和时间遗产调查(LSST)

这项为期10年的调查将研究一切,从暗物质和暗能量到银河系和太阳系小天体的形成

根据阿米尔·西拉杰和教授的一项新研究

哈佛大学的亚伯拉罕·勒布,这次调查的另一个好处将是发现定期进入太阳系的星际物体

这些结果,结合物体的物理特征,将教会我们很多关于行星系统的起源和性质(理论上可以帮助我们发现一两个外星探测器)

2017年10月,当‘Oumuamua’飞过地球时,它成为天文学家观测到的第一个星际物体

现在,在那次重大事件发生多年后,科学家们仍在讨论它可能是什么——最近的理论表明它可能是一座黑暗的氢冰山或星际“尘埃兔”

“但也许最有趣的可能性是教授提出的

勒布本人

在2018年发表在《天体物理学杂志》上的一项名为“太阳辐射压力能解释‘乌木阿木’的奇特加速度吗?“——博士

施穆尔·贝利和教授

勒布提出,这个星际物体实际上可能是一个星际飞船

这部分是基于从‘乌姆阿穆阿’获得的光谱,以及它是如何神秘地加速离开太阳系的

不管‘乌姆阿穆阿’是否是一个外星探测器,贝利和勒布断言,至少它代表了一个天文学家以前从未见过的新类别的物体

2019年9月,第二个星际物体(2I/博里索夫)被发现穿过太阳系

虽然这颗显然是彗星,但它有助于说明星际物体定期造访太阳系(有些甚至会留下来)

电磁波谱可视化

信用:NASA 像维拉C这样的天文台

因此,鲁宾提供了一个重要的机会来了解更多关于星际物体和导致恒星系统形成和性质的过程

首先,通过研究太阳系内的物体,它有可能增加我们必须研究的物体的数量

作为教授

勒布通过电子邮件告诉《今日宇宙》: 乌姆阿穆阿和博里索夫是太阳系中最早确认的两个星际物体

维拉C

鲁宾天文台将在几年后开始一项名为“时间空间遗产调查”(LSST)的天空调查,如果星际物体的轨迹是随机的,它可能每个月都会发现一个新的星际物体

我们的论文提出了从星际物体的大量统计数据中可以学到什么的问题

LSST将依靠鲁宾天文台的西蒙尼观测望远镜(SST),这是一种大孔径、宽视场、地基望远镜,以320至1050纳米(从近紫外到红外)的光学波段观测南方天空

它的三面大镜子将被主动控制以校正大气失真,图像将使用3200万像素的数码相机拍摄

在它的技术能力和八个将依赖于它的数据的科学合作之间,维拉C

鲁宾预计将产生有价值的科学回报

这些包括测量膨胀率以确定暗能量和暗物质的影响,绘制银河系的地图,探测像新星、超新星、伽马射线爆发和其他现象这样的瞬时事件

它还将允许天文学家将太阳系中的小天体(如小行星和柯伊伯带天体)的数量增加10到100倍

西拉伊和勒布结合预测星际物体一旦到达太阳系将会以何种速度行进的精确模型,展示了LSST是如何成倍增加太阳系中已知星际物体的数量的

未来维拉·C·鲁宾3200万像素成像器的焦平面

学分:杰奎琳·奥瑞尔/SLAC国家加速器实验室 “维拉·鲁宾天文台将以前所未有的深度和节奏观察天空,”西拉伊告诉《今日宇宙》(也通过电子邮件)

“因此,它有望大大提高我们对太阳系小天体的认识,包括星际物体

" 正如他们在研究中指出的那样,物体从各自系统中弹出的速度(相当于它们被“踢”之前的轨道速度)对于理解它们在系统中的起源至关重要

例如,在外层空间的物体很容易因为一颗经过的恒星而被弹射出去,因此弹射速度很低

因此,这些也可能是最常见的星际物体

类似地,与恒星可居住区(HZ)附近或内部的行星的引力相互作用导致了喷出物,这将导致许多小行星高速运行

这些速度将与其恒星HZ内的物体轨道速度相一致,因此将告诉科学家关于该系统中工作的大量力学知识

正如勒布解释的那样,他们在计算时考虑了所有这些因素: “考虑到太阳相对于其邻近恒星的特殊速度,我们考虑了星际物体在相对于其宿主恒星速度的随机方向上的喷射,并计算了它们进入太阳系时的速度分布

" “由于星际物体是在围绕其他恒星的行星系统中产生的,我们采用了恒星的运动学加上一个额外的速度分量,该分量说明了物体相对于恒星的喷射速度,”西拉伊补充道

他们发现,一个物体的典型喷射速度可以从它到达太阳系时的速度和到达的方向推断出来

在这方面,它们的速度可以作为一个指标,表明它们在形成和被排出时离恒星有多近

或者如Siraj总结的那样: “我们发现,星际物体的运动速度分布和它们的来源方向将编码有关星际物体离开母星时受到的‘反冲’的信息

这种“反冲”速度反映了行星(圆盘)中物体起源的区域,提供了关于行星系统如何形成以及星际物体如何产生的见解

" 例如,如果它们起源于郊区,比如太阳系的奥尔特云,它们的反冲速度可以忽略不计

另一方面,如果它们起源于一个系统的HZ,速度可能会超过它们太阳附近的恒星速度范围(几十公里/秒)

因此,知道它们的出生地,可以提供关于创造它们的过程以及它们的性质的重要线索

延伸而言,对这些物体的研究将对恒星系统中小行星、彗星和行星的形成过程产生有价值的见解

如果其中一些物体实际上是探索宇宙的星际空间探测器

贝利和教授

勒布建议,那么可能性更深远

西拉伊说:“通过异常的速度和来源方向,SETI搜索感兴趣的物体可能是可辨别的。”

结合维拉C

鲁宾能够提供探测事件的及时通知(这将极大地促进后续观测),天文学家将能够在这些物体靠近我们的太阳或飞越地球之前很久就看到它们

“如果像‘Oumuamua’这样的奇怪物体是由科技文明产生的,那么它们可能代表‘瓶子里的信息’”Loeb补充道

这种可能性是教授

勒布在他即将出版的书《地外生命:地球之外智慧生命的第一个迹象》中详细讨论了这一点,该书将于2021年1月26日出版

西拉伊和勒布的建议是一个很好的例子,说明天文学一个领域的进步如何在另一个领域产生积极的结果

通过使用下一代仪器和天文台来记录更多的恒星、更多的行星和更多的物体,天文学家将会有更多关于宇宙中可能发生的事情的例子

对这些物体的研究也将告诉我们许多关于支配它的物理和力学的知识

如果不抱太大希望,也许在这个过程中会发现一两个星际探测器

考虑到我们发出的先锋匾和旅行者记录,看看来自外星物种的信息会说些什么将会很有趣!我的钱在“不回复!”

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