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阿耳戈斯陣列望遠鏡將記錄恒星每一秒的變化 就像制作一部天體電影

2022-08-30 10:39:22 中國科學報

“百眼巨人”阿耳戈斯這一希臘神話中的人物,即將在美國北卡羅來納州的山區化身為實物——阿耳戈斯陣列望遠鏡。

據《科學》報道,這個由38臺小型望遠鏡組成的陣列望遠鏡從今年10月開始運行,負責監測一片約為滿月1700倍大小的天空。它將記錄恒星每一秒的變化,就像制作一部天體電影。

開發人員希望它能為一個更大的阿耳戈斯陣列鋪平道路,該陣列將擁有900臺望遠鏡,到2025年可以觀測整個可見夜空。

阿耳戈斯陣列望遠鏡和其他望遠鏡一樣,致力于捕捉短暫或快速變化的天體物理事件,即瞬態事件,包括爆炸的恒星、“貪婪”的黑洞、中子星合并等。

美國北卡羅來納大學教堂山分校的研究組組長Nicholas Law表示,整個阿耳戈斯陣列望遠鏡觀測天空的反射鏡面積,比其他所有瞬態望遠鏡加在一起還大。

除了捕捉實時事件,阿耳戈斯陣列望遠鏡還將建立一個圖像檔案,在天體爆炸或變化之前展示它們。未參加該項目的美國馬里蘭大學的Igor Andreoni說,“我們將知道在一定亮度以上的天空中發生的任何事件的歷史。”

阿耳戈斯陣列望遠鏡的目標是用數百臺現成的望遠鏡來實現其獨特的視覺效果,每臺直徑只有20厘米,并觀測天空的不同區域。Law說,最終的陣列將與5米口徑望遠鏡的聚光能力相匹配。

實現這種陣列通常需要花費數億美元,但便宜的組件能使阿耳戈斯陣列望遠鏡的成本保持在2000萬美元以下。其挑戰在于將陣列的900幅圖像拼接成一部完整的夜空電影。“我們在數據上花費了大量時間。”Law說。

阿耳戈斯陣列望遠鏡不是從圓頂表面向外觀測,而是“坐”在一個10米寬的“碗”中,所有望遠鏡都瞄準圓頂上的一個天窗。在夜晚,隨著地球自轉,這個“碗”和望遠鏡將緩慢轉動,以跟蹤恒星。

為了捕捉快速拍攝的圖像,設計師計劃用互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器取代大多數望遠鏡中使用的電荷耦合器件(CCD)傳感器。CMOS傳感器可以在不到一秒的時間內讀出數據,而CCD則需要數秒。

阿耳戈斯陣列望遠鏡及后續產品的數據將實時免費提供,其軟件在檢測到天文事件時將自動發出警報。這能讓其他更大的望遠鏡快速旋轉對準天空中的同一點,并收集更詳細的數據。美國加州理工學院的Shrinivas Kulkarni說,“它以一種非常全面的方式讓歷史有跡可循。”(王方)

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