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技术将哈勃望远镜测距能力提升10倍

发布时间:2019-08-15 18:56:28

  4月19日消息,据美国宇航局站报道,借助美国宇航局哈勃空间望远镜,天文学家们现在已经可以精确地测定远在1万光年之外的恒星距离,从而将这一距离范围提升了10倍。 天文学家们在这台已经有24年历史的空间望远镜上采用了一种名为 空间扫描 的新技术,其可以极大地提升哈勃望远镜的观测角分辨率。当这项技术被应用于测量天体视差,它就能将哈勃进行这种精确测量的天体距离提升10倍之多。 诺贝尔奖得主,马里兰州巴尔的摩空间望远镜研究所的亚当 里斯(Adam Riess )表示: 这项新的技术将有望加深我们对暗能量的理解,这是空间的一种神秘组成部分,它让我们的宇宙不断加速膨胀。 天体视差则是一种用于天体距离测量的三角测量法,这也是测量天体距离可靠的方法,在过去的将近100年里一直被全球各地的天文学家们广泛采用。这种方法将地球的轨道直径作为一个巨大三角形的底边,而将与目标天体的连线作为两条侧边构成一个极其狭长的三角形。通过精确测量这个三角形的角度,便能计算出目标天体的距离。 然而这种方法只能在一定的距离范围内适用,这个范围大约是数百光年。比如说测量半人马座 的距离,这已经是除了太阳之外距离我们近的恒星系统了,而三角测量法得到的角度值只有大约1角秒。这几乎相当于从两英里外看一枚一角钱硬币宽度的大小。 可以想象,对于那些距离更远的天体,我们采用三角视差法对它们进行距离测量将会是巨大的挑战。多年以来,天文学家们一直致力于通过不断改进观测角分辨率来延伸三角视差法测距的适用范围。 这项新的技术改进在天文学家们尝试对一类特殊变星进行观测时得到了验证。天文学家们使用哈勃空间望远镜对一颗距离大约7500光年,位于御夫座的造父变星进行了测距。测量的结果非常理想,因此天文学家们正计划采用这种方法对那些遥远的其他造父变星进行这样的测量。 这一成果更加坚实地奠定了天文学家们口中所说的 三级阶梯 。这种阶梯层的一级正是基于对造父变星的测量构建的,这种变星的特殊之处在于,由于其亮度和亮度变化周期之间存在一定的关联,因此可以被用来估算距离。利用造父变星测量天体距离的方法已经被运用了超过100年的时间。它们也被广泛应用于校正更遥远距离上的 量天尺 ,如Ia型超新星。 里斯和约翰霍普金斯大学的科学家们开发的这项新技术能够让哈勃观测的角分辨率达到惊人的10亿分之五度。 为了进行测距,研究组间隔6个月对这颗造父变星进行了观测,这样做是因为地球在这两个时间点正好位于其轨道上的两端。两次测量的结果上可以发现这颗恒星的位置发生了大约相当于哈勃广角相机 上1680万像素的相机上单个像素千分之一大小的变化。随后又过了6个月之后研究组进行了第三次观测,这次观测的目的是进行校正,从而从数据中剔除由于恒星自身的运动和其他潜在因素可能对结果产生的细微影响。 由于在1998年领导一个科学组发现了宇宙加速膨胀的事实,里斯在2011年与他人一起分享了诺贝尔物理学奖。宇宙加速膨胀的事实违反常理,让很多人感到吃惊。科学家们认为其原因与神秘的,充斥宇宙空间的暗能量有关。此次改进的,更高精度的测量技术能让里斯的团队更好地了解宇宙的膨胀程度。他的目标是改进对宇宙膨胀率测量的精度,以便能更好地加深对暗能量本质的理解。 哈勃空间望远镜是一个美国宇航局与欧洲空间局之间的国际合作项目。整个项目由美国宇航局戈达德空间飞行中心管理,并由空间望远镜研究所负责具体的运行操作。

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