未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
21个新星座:夜空中的小王子、爱因斯坦、绿巨人……

2018.11.18

关注


千年以来,人类从未停止过仰望星空,深邃的夜空总是能激发我们无穷的想象力。为了更好的辨别和观测,人们就把星星连接成不同的星座,比如薛定谔的猫……塔迪斯……黑寡妇


且慢!画风似乎有点不对。印象中,星座难道不是以动物和神话命名的吗?


的确,刚刚提到的几个例子,并不属于官方命名的88个星座(如白羊座、牧夫座、猎户座等等)。随着望远镜技术的不断发展,人们早就不仅限于用肉眼可见的可见光来观测宇宙。用来连接薛定谔的猫和塔迪斯等星座的点均是来自于宇宙中的伽玛射线(光的最高能量形式)能量源


为了纪念费米伽玛射线太空望远镜运行10年以来的发现,研究人员将21个全新的星座绘制到天球上。你不会在夜空中看到这些形状的星座;尽管伽玛射线是光线中能量最高的,但肉眼却无法看见。


 图片来源:NASA


天体物理学家Julie McEnery表示:“发明这些非官方的星座是一项用来突出费米望远镜这10年来成就的有趣方式。”


自2008年7月以来,费米的大区域望远镜(LAT)每天都在扫描整个天空,绘制和测量伽玛射线的来源。从旋转的中子星——脉冲星到新星爆发,从超新星爆发残骸到银河系的伽玛射线巨泡,从超大质量黑洞到伽玛射线暴,都可以辐射出伽玛射线


在费米运行的7年内,LAT已经对大约3000个单独的伽玛射线源进行了分类,这比先前任务所探测到的要多出十倍。这是有史以来,已知的伽玛射线源的数量第一次能与明亮恒星的数量相媲美,所以研究人员决定将这些点连接起来,绘制新的星座。


21个伽玛射线星座



 部分玛射线星座:费米卫星、绿巨人、埃菲尔铁塔、塔迪斯。| 图片来源:NASA


费米卫星

NASA的费米伽玛射线太空望远镜于2008年发射,是世界上最大的太空伽玛射线探测器。费米航天器是以著名的物理学家恩里克·费米命名的,是他首先提出一种粒子加速的可行天体物理机制,他的工作也为理解许多探测到的伽玛射线源奠定了基础。费米望远镜上的两台名为大区域望远镜(LAT)伽玛射线暴监测器(GBM)的仪器,比以往任何时候都更详细地向我们展示了伽玛射线天空。



 连接费米卫星的伽玛射线源。黄色圈代表耀变体,绿色圈代表脉冲星,红色圈代表未知。一个令人兴奋的可能性是,那些未知可能包含了释放伽玛射线的新类型物体。| 图片来源:NASA


绿巨人

漫威漫画的爱好者都熟悉绿巨人的背景故事,著名的物理学家布鲁斯·班纳在一次实验意外中,被大量的伽玛射线辐射,身体产生变异,成为了名为浩克的绿色怪物。伽玛射线是能量最高的光,费米望远镜观测到的最低能量的光所携带的能量是最高能量的可见光的600万倍。LAT被设计用来探测能量比这高出几千万倍的伽玛射线。


埃菲尔铁塔

巴黎著名的埃菲尔铁塔指向了一片异常活跃的伽玛射线天空。费米看到了数千个超大质量黑洞,数百颗闪烁的中子星,以及大量的恒星爆炸。埃菲尔铁塔星座象征着法国科学家在探测和理解这些来源方面作出了主要贡献。


塔迪斯

在科幻剧《神秘博士》中,一位自称为”博士“的时间领主用一个外观看起来像1960年代的伦敦警亭的时间机器——塔迪斯(TARDIS)穿越时间和空间。在我们的宇宙中,天文学家无法穿越到过去,但是他们可以通过研究来自遥远天体的光线来观测过去。



 部分伽玛射线星座:爱因斯坦、金门大桥、射电天文台、黑寡妇、雷神之锤、法罗斯灯塔、富士山。| 图片来源:NASA


爱因斯坦

爱因斯坦的著名方程E=mc²,描述了能量和物质之间的基本相互关系。LAT依赖于这个事实来探测伽玛射线。当伽玛射线进入LAT时,会遇到由钨制成的金属箔层,它会从能量转换为物质——电子和正电子。当电子和正电子穿过探测器时,LAT追踪它们的运动,以确定伽马射线在天空中的起源。


黑寡妇蜘蛛

这个星座是以蜘蛛命名的,蜘蛛有时会吞噬掉自己的伴侣,它代表了在银河系中产生伽玛射线的许多双星系统。其中一些系统是由一颗普通的恒星和脉冲星配对的,在某些情况下,脉冲星的高能辐射会缓慢地摧毁掉它的伴星。


金门大桥

金门大桥于1937年通车,或许是美国旧金山最著名的地标。这个星座象征着加利福尼亚的科学家对费米任务的重要贡献。斯坦福大学的SLAC国家加速器实验室管理着费米LAT的研发工作。SLAC还运营着处理LAT数据的仪器科学运营中心。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的研究小组领导了低功率电子设备和粒子追踪器的开发,这些器件构成了LAT的核心。


雷神之锤

神话中的雷神之锤是一件具有威慑力的武器,据说它能够夷平高山并释放闪电。维京人佩戴的护身符就形似雷神之锤。这个星座象征着费米在研究地球的伽马射线闪现(TGFs)时所做的工作。雷暴是一种强大的自然粒子加速器,它能产生亚原子粒子流,以接近光速的速度运动,从而持续千分之一秒的伽玛射线。TGFs是在上个世纪90年代由费米望远镜的前任康普顿伽玛射线天文台发现的。


法罗斯灯塔

亚历山大的法罗斯灯塔建于公元前3世纪,是古代世界七大奇观之一。据说这座灯塔高110米,一直使用到13世纪,最终在地震中倒塌。1994年,水下考古学家发现了它的一些遗骸。脉冲星相当于伽玛射线灯塔,船帆座脉冲星是这个星座的灯塔,是天空中最明亮的稳定的伽玛射线源。


射电望远镜

射电波和伽玛射线是电磁波谱的两端。这个星座象征着所有支持费米任务的射电天文台,包括澳大利亚国立巨型望远镜、法国的南赛射电天文观测站、波多黎各的阿雷西博天文台、加利福尼亚的欧文斯谷射电干涉望远镜等等。


富士山

富士山象征着日本对费米科学的贡献。它的圆锥形状也让人想起电子和正电子对穿过LAT时的路径。




 部分伽玛射线星座:新天鹅堡、小王子、薛定谔的猫、罗马圆形大剧场、哥斯拉、方尖碑、土星五号运载火箭、瓦萨号、企业号。| 图片来源:NASA


新天鹅堡

新天鹅城堡位于德国富森附近的标志性新天鹅堡象征了德国对费米任务的贡献。马普外层空间物理学院负责了部分GBM仪器研发,GBM负责监测天空中的伽玛射线爆发、太阳耀斑和磁星。


小王子

小王子是法国作家安托万·德·圣·埃克苏佩的著名短片小说《小王子》中的主角,他离开了自己的星球,出发前往包括地球的邻近星球。LAT也会在太阳系内探测伽玛射线,包括太阳、月亮和地球的大气层。


薛定谔的猫

这个星座描绘的是1935年奥地利物理学家欧文·薛定谔设计的一个著名的思想实验——薛定谔猫。在一个不透明的盒子里装有一只猫和一个装置,如果像原子衰变这样的随机亚原子事件在盒子内发生,该装置就会释放毒药。由于科学家无法预测衰变会何时发生,所以要想知道猫在任何时刻的命运的唯一方式就是打开盒子。正如量子力学所描述的,在被观测之前,猫同时处于生与死的状态。薛定谔认为这“相当荒谬”,并在爱因斯坦等其他科学家的支持下,用它来挑战当时量子力学的主流解释。现在,量子效应被广泛应用于科学和技术之中,包括LAT。


罗马圆形大剧场

这座位于罗马中心地带的著名圆形剧场于公元80年完工,是建筑学上的杰作。这个星座象征着意大利对费米科学的贡献。LAT的跟踪子系统就是在那里组装起来的,今天意大利的科学家仍继续密切参与到这个仪器和它所产生的科学中。


哥斯拉

哥斯拉是电影中最著名的怪兽之一,也是日本流行文化中最著名的象征之一。哥斯拉最强大的武器是“热射线”,一种炽热的喷射物。这和与黑洞和中子星有关的伽玛射线喷流有一些相似之处。当物质落入黑洞时,会释放出大量的能量。流向黑洞的气体被压缩并加热到几百万度,在黑洞附近闪耀着明亮的光芒。强大的磁场结合黑洞的旋转可以使一些带电粒子加速到接近光速的速度。在黑洞的事件视界附近加速的粒子可以沿着黑洞的旋转轴逃逸,产生了一个以接近光速的速度向外喷出的喷流。在喷流中快速移动的粒子可以与低能的光相互作用产生加码射线。


方尖碑

华盛顿纪念碑是世界上最高的方尖碑。这个星座代表了华盛顿和它附近的地区与费米望远镜的联系。位于华盛顿的美国海军研究实验室设计、建造并测试了LAT的热量计系统,该系统可以测量进入的亚原子粒子的能量。NASA的戈达德太空飞行中心开发出了LAT的反重合探测器,当粒子而不是伽玛射线进入仪器时,探测器就会告诉费米。戈达德还主持了费米科学支持中心,该中心为科学界提供分析工具、记录费米数据,并运行费米客座研究员项目。


土星五号运载火箭

美国阿拉巴马州的亨茨维尔是NASA马歇尔太空飞行中心、阿拉巴马大学和负责GBM仪器的小组的所在地。强大的土星5号象征着亨茨维尔以及马歇尔和GBM团队对费米任务的成功所作的贡献。


企业号星舰

“星际迷航”中最著名的飞船“企业号”的引擎是由正反物质湮灭提供动力的(当湮灭发生时,所有的能量都会以伽玛射线的形式释放)。费米任务探测到的伽玛射线源中,超过一半来自另一种类型的引擎——遥远星系中心的超大质量黑洞。大多数大型星系都有比太阳质量高出几百万到几十亿倍的黑洞。当物质落向黑洞时,星系中心发出的光比正常情况下亮的多。天文学家说这些星系拥有活跃的星系核,简称AGN。在费米运行的最初四年里,它发现了超过1500个伽玛射线AGN,而且还在继续发现更多。


瓦萨号

“瓦萨号”是一艘瑞典战船,是世界上唯一保存完好的17世纪船只。“瓦萨号”在1628年8月10日的处女航中沉没,并被人们遗忘。1961年,瓦萨号被打捞上来,船体基本完好无损,如今它是瑞典最受欢迎的旅游景点之一。这个星座象征着斯德哥尔摩皇家理工学院的天文学家的贡献,他们帮助建造了费米的热量计。



 洋红色显示的是费米气泡。


费米气泡

2010年,费米的伽玛射线观测在银河系中揭示了一种先前未知的神秘结构——费米气泡,这种结构在银河系中心上下延伸数万光年。费米气泡比星系盘的其他部分会释放出更高能量的伽玛射线。这些气泡可能与银河系中心的超大质量黑洞释放出的大量能量有关。



费米已经为我们提供了迄今为止最好的伽玛射线天空观测,但它将继续深入探测极端的宇宙。费米小组的成员Jean Ballet表示他们正在准备一份新的全天空LAT目录。这将增加大约2000个伽玛射线源,其中有许多亮度相差很大,它们进一步丰富了这些星座,让高能天空充满生机。


参考来源:

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP阅读全文并永久保存 更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
“费米”眼中的最高能宇宙
银河系中央吹出时速320万公里的“气泡”
银河系中央巨型气泡之谜仍未完全解开
神秘暗物质接近黑洞可发出高能伽玛射线
被发现的第一课伽马射线脉冲星
伽玛射线下的宇宙图景:16项发现,改变你对宇宙的认知
更多类似文章 >>
生活服务
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!