从远古茹毛饮血的原始时代,到现在飞向太空的科技时代,人类科技真正发展的时间只有三百多年。
但我们取得的成就是惊人的,人们的生活质量获得的大大的提升,同时目光也投向了天空,对宇宙展开了全方位的探索。
我们常用“浩瀚”来描述宇宙,但假如追问宇宙究竟有多浩瀚,似乎就没有了更具体的概念。在过去的很长一段时间里,地球的大气层都严重限制了人类对宇宙深处的观测能力,只有走出地球,我们才能真正领略太空的寂静与广阔。
通过大型光学太空望远镜传回的一系列照片,我们看到了宇宙深处闪耀的恒星与星系。于是不由得产生了另一个问题:宇宙中究竟有多少星系?
我们并不能看到宇宙的每一处角落,又是如何得出具体的数据呢?
要回答这个问题,离不开已经垂垂老矣的哈勃望远镜。在过去它长达三十多年的工作时间里,它的有效观测次数累计超过100万次,面对我们今天提出的问题,它也一次次给出了答案,并且不断的刷新着人们的认知。
1995年,哈勃空间望远镜升空五年之后,科学家将它的方向对准了北斗七星勺之上的一片天区,在地球上用肉眼看,那里几乎什么都没有。这一小片区域只有硬币的大小,占全天的2600万分之一。
哈勃望远镜对这片虚无的地方进行了10天累计342次的拍摄,波段涵盖了紫外线,可见光以及红外线。为了获得更多的进光量,哈勃每次的拍摄时间通常都需要20-40分钟,最终研究人员得到了342张照片。把这些照片叠加处理之后,我们就看到了首个哈勃深空场。
在这仅有硬币大小的方圆之地中,存在着至少1500个大大小小的星系,它们每一个都和银河系的体量相近,这些星系距离地球有远有近,近的距离地球从百万到千万光年不等,它们以明亮的蓝色和紫色显示,那些和地球相距较远的星系则达到了百亿光年,它们发出的波长在遥远的距离下已被拉伸到了红外波段,于是在图中呈现暗淡的红光。
通过这张照片科学家估算,在当前的可观测宇宙中,至少存在1000亿个星系,这是人类首次对宇宙星系下限的估算,我们似乎已经对这个数字没有什么概念了,然而这还仅仅是刚开始。
在哈勃深空场大获成功以后,哈勃望远镜又相继进行了多次的深空观测。
2003年,哈勃望远镜将镜头对准了天炉座方向,这片区域位于赤经3h 32m 40.0s,赤纬-27°47' 29",其范围只有3平方角秒,把胳膊伸直朝向太空,这时指甲盖的大小就是哈勃望远镜本次拍摄的区域,用肉眼在这里看到不到任何天体,它远离了银河系的众多恒星,也就减少了干扰。
这次的观测工作分为了两个阶段,第二阶段时哈勃新安装的第三代广角相机和红外相机派上了用场,进行了97.6万秒累计800次的曝光拍摄,分析结果表明,这张哈勃超级深场的星系数量至少有一万个,它们绝大多数的亮度都比人类肉眼可见最暗的天体还要暗10亿-40亿倍,其中距离地球最远的星系达到了130亿光年。
根据这次超深空场包含的星系数量,科学家重新对宇宙所包含的星系数量进行了估算。在可观测宇宙内,宇宙的星系数量至少达到了1500亿,那么科学家是如何通过深场照片,估算出整个宇宙的星系数量呢?
现代天文学认为,宇宙中物质的分布密度总体是比较均匀的。也就是说数一数照片中有多少个星系,再计算拍摄区域所占整个天空的比例,就能大概估算出整个宇宙中有多少星系。
最初,科学家把这一数值估算到了1760亿
不过后来诺丁汉大学的一个研究团队在计算机中模拟了宇宙,它以宇宙大爆炸理论为基础,加入了各种数学模型和物理参数,再结合哈勃望远镜的观测数据,最终计算出,在当前930亿可观测宇宙的范围内,至少存在着两万亿个星系,是先前估算的十倍之多。
事实上由于宇宙尘埃的阻挡和距离的遥远,很多星系我们都观测不到。并且以上的统计数据,都基于目前的可观测宇宙。
在可观测宇宙之外,还有我们看不到的宇宙,那里发出的光还没有达到地球,按照宇宙目前的膨胀速度来看,它们的光线可能永远也传不过来,所以真实的宇宙大小,早已远远超出了我们的认知。
但我们取得的成就是惊人的,人们的生活质量获得的大大的提升,同时目光也投向了天空,对宇宙展开了全方位的探索。
我们常用“浩瀚”来描述宇宙,但假如追问宇宙究竟有多浩瀚,似乎就没有了更具体的概念。在过去的很长一段时间里,地球的大气层都严重限制了人类对宇宙深处的观测能力,只有走出地球,我们才能真正领略太空的寂静与广阔。
通过大型光学太空望远镜传回的一系列照片,我们看到了宇宙深处闪耀的恒星与星系。于是不由得产生了另一个问题:宇宙中究竟有多少星系?
我们并不能看到宇宙的每一处角落,又是如何得出具体的数据呢?
要回答这个问题,离不开已经垂垂老矣的哈勃望远镜。在过去它长达三十多年的工作时间里,它的有效观测次数累计超过100万次,面对我们今天提出的问题,它也一次次给出了答案,并且不断的刷新着人们的认知。
1995年,哈勃空间望远镜升空五年之后,科学家将它的方向对准了北斗七星勺之上的一片天区,在地球上用肉眼看,那里几乎什么都没有。这一小片区域只有硬币的大小,占全天的2600万分之一。
哈勃望远镜对这片虚无的地方进行了10天累计342次的拍摄,波段涵盖了紫外线,可见光以及红外线。为了获得更多的进光量,哈勃每次的拍摄时间通常都需要20-40分钟,最终研究人员得到了342张照片。把这些照片叠加处理之后,我们就看到了首个哈勃深空场。
在这仅有硬币大小的方圆之地中,存在着至少1500个大大小小的星系,它们每一个都和银河系的体量相近,这些星系距离地球有远有近,近的距离地球从百万到千万光年不等,它们以明亮的蓝色和紫色显示,那些和地球相距较远的星系则达到了百亿光年,它们发出的波长在遥远的距离下已被拉伸到了红外波段,于是在图中呈现暗淡的红光。
通过这张照片科学家估算,在当前的可观测宇宙中,至少存在1000亿个星系,这是人类首次对宇宙星系下限的估算,我们似乎已经对这个数字没有什么概念了,然而这还仅仅是刚开始。
在哈勃深空场大获成功以后,哈勃望远镜又相继进行了多次的深空观测。
2003年,哈勃望远镜将镜头对准了天炉座方向,这片区域位于赤经3h 32m 40.0s,赤纬-27°47' 29",其范围只有3平方角秒,把胳膊伸直朝向太空,这时指甲盖的大小就是哈勃望远镜本次拍摄的区域,用肉眼在这里看到不到任何天体,它远离了银河系的众多恒星,也就减少了干扰。
这次的观测工作分为了两个阶段,第二阶段时哈勃新安装的第三代广角相机和红外相机派上了用场,进行了97.6万秒累计800次的曝光拍摄,分析结果表明,这张哈勃超级深场的星系数量至少有一万个,它们绝大多数的亮度都比人类肉眼可见最暗的天体还要暗10亿-40亿倍,其中距离地球最远的星系达到了130亿光年。
根据这次超深空场包含的星系数量,科学家重新对宇宙所包含的星系数量进行了估算。在可观测宇宙内,宇宙的星系数量至少达到了1500亿,那么科学家是如何通过深场照片,估算出整个宇宙的星系数量呢?
现代天文学认为,宇宙中物质的分布密度总体是比较均匀的。也就是说数一数照片中有多少个星系,再计算拍摄区域所占整个天空的比例,就能大概估算出整个宇宙中有多少星系。
最初,科学家把这一数值估算到了1760亿
不过后来诺丁汉大学的一个研究团队在计算机中模拟了宇宙,它以宇宙大爆炸理论为基础,加入了各种数学模型和物理参数,再结合哈勃望远镜的观测数据,最终计算出,在当前930亿可观测宇宙的范围内,至少存在着两万亿个星系,是先前估算的十倍之多。
事实上由于宇宙尘埃的阻挡和距离的遥远,很多星系我们都观测不到。并且以上的统计数据,都基于目前的可观测宇宙。
在可观测宇宙之外,还有我们看不到的宇宙,那里发出的光还没有达到地球,按照宇宙目前的膨胀速度来看,它们的光线可能永远也传不过来,所以真实的宇宙大小,早已远远超出了我们的认知。
【#NASA的微型 CAPSTONE 月球探测器终于停止在太空中翻滚#】登月的立方体卫星处于安全模式一个月,在一个卡住的阀门导致深空任务出现问题后失控。美国宇航局表示,在工程师解决了深空的旋转问题后,CAPSTONE 将在 11 月重返月球。
自 9 月 8 日发动机烧毁以来,微波炉大小的CAPSTONE已在安全模式下运行了一个月,在地面控制中心的命令下终于停止在地月空间翻滚。
美国宇航局在更新中写道,10 月 7 日执行的命令导致“清除了使航天器恢复正常运行的主要障碍”(CAPSTONE 是计划中的 NASA Gateway空间站轨道的探路者,它将支持 Artemis 计划下的月球运行。)
美国宇航局补充说,这艘重达 55 磅(25 公斤)的航天器最初遇到了麻烦,原因是“航天器的八个推进器之一出现了与阀门相关的问题”,并指出其中一个推进器部分打开并导致旋转。
在审查了 CAPSTONE 的遥测和其他观测信息后,美国宇航局和科罗拉多公司 Advanced Space(代表该机构运营航天器)表示,工程师现在可以控制偏航、俯仰和滚动(飞行器方向的三个轴)来控制立方体卫星在太空中的位置。
美国宇航局说: “CAPSTONE 现在已将其太阳能电池阵列对准太阳并调整其天线的指向,以提供与地球更好的数据连接,”这可能会允许进一步的命令以进一步稳定航天器。并且可能需要进行更多调整以阻止部分打开的推进器阀再次干扰 CAPSTONE 在太空中的位置。
尽管如此,美国宇航局强调,航天器“仍处于轨道上”以占据和表征月球直线晕圈轨道(NRHO),以在几年后网关到达之前测试其稳定性。
自 9 月 8 日发动机烧毁以来,微波炉大小的CAPSTONE已在安全模式下运行了一个月,在地面控制中心的命令下终于停止在地月空间翻滚。
美国宇航局在更新中写道,10 月 7 日执行的命令导致“清除了使航天器恢复正常运行的主要障碍”(CAPSTONE 是计划中的 NASA Gateway空间站轨道的探路者,它将支持 Artemis 计划下的月球运行。)
美国宇航局补充说,这艘重达 55 磅(25 公斤)的航天器最初遇到了麻烦,原因是“航天器的八个推进器之一出现了与阀门相关的问题”,并指出其中一个推进器部分打开并导致旋转。
在审查了 CAPSTONE 的遥测和其他观测信息后,美国宇航局和科罗拉多公司 Advanced Space(代表该机构运营航天器)表示,工程师现在可以控制偏航、俯仰和滚动(飞行器方向的三个轴)来控制立方体卫星在太空中的位置。
美国宇航局说: “CAPSTONE 现在已将其太阳能电池阵列对准太阳并调整其天线的指向,以提供与地球更好的数据连接,”这可能会允许进一步的命令以进一步稳定航天器。并且可能需要进行更多调整以阻止部分打开的推进器阀再次干扰 CAPSTONE 在太空中的位置。
尽管如此,美国宇航局强调,航天器“仍处于轨道上”以占据和表征月球直线晕圈轨道(NRHO),以在几年后网关到达之前测试其稳定性。
【中国综合性太阳探测卫星#夸父一号发射成功#,卫星以“一磁两暴”为科学目标开展观测】#夸父一号成功发射##现代版夸父逐日来了#,10月9日7时43分,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁型运载火箭,成功发射先进天基太阳天文台“夸父一号”。该卫星是我国综合性太阳探测卫星,将聚焦太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射的观测,开启我国综合性太阳探测时代,实现我国天基太阳探测卫星跨越式突破。#先进天基太阳天文台卫星发射成功##我国成功发射太阳探测卫星#
2017年,先进天基太阳天文台作为中国科学院空间科学先导专项二期卫星之一获批立项。此前,用卫星“看太阳”的想法已在我国科研人员的脑海中酝酿了40多年,但多年以来,国际上已陆续发射了70余颗太阳探测相关卫星,我国太阳探测卫星的进展却较为缓慢。
“太阳是与人类最密切的星球,其次才是月球。”该卫星首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群说,虽然我国的太阳物理学科研究在国际上处于领先位置,但当时,科研中使用的数据大多来自于其他国家发射的太阳卫星。“我们不能总是享用别人的软件、数据、资料,一定要发射自己的太阳卫星,做出我们的原创性贡献。”
嫦娥奔月、夸父逐日,是中华民族探索深空的浪漫。将先进天基太阳天文台命名为“夸父一号”,是借夸父逐日的故事,纪念千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈求索,彰显胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神,开启中国综合性太阳观测的时代。
“夸父一号”的科学目标与目前国际上已有的太阳探测卫星均不同,它瞄准了太阳的“一磁两暴”——“一磁”指太阳磁场,大部分的太阳活动都直接受到太阳磁场支配,而“两暴”是指太阳上两类最剧烈的爆发现象,即太阳耀斑和日冕物质抛射。
围绕这一科学目标,经过5年的工程研制,“夸父一号”成功踏上了“观日”之旅,飞入距地球720公里的太阳同步轨道。轨道高度经过了精心选取,在这里,卫星全年仅有不到3个月会的时间存在地球阴影区,其余时间均为全日照,卫星可不间断地“紧盯”太阳。
“现在发射‘夸父一号’,正当其时。”甘为群介绍,太阳活动的周期约为11年,当前正处于第25个太阳活动周期的初期,太阳黑子数量逐渐增加,预计在2024年至2025年达到最高峰。而卫星的设计寿命为4年,在轨调试完毕后,每天都将有约500GB的科学数据回传,其观测周期将能覆盖太阳活动峰年的极大期。届时,卫星的全部科学数据将面向全球开放共享。
为什么一定要到太空去看太阳?该卫星首席科学家助理苏杨解释道,目前地球上也建设了大量的对日观测设备,但受到地球自转的影响,无法实现连续观测,地球大气的存在也会对观测产生一定影响。更重要的是,很多波段的观测必须要到太空中开展,才能看到天体物理的完整过程,否则就像是“盲人摸象”,例如从紫外波段进行太阳耀斑观测,相关条件在地面上并不具备。
为了实现更好的观测效果,“夸父一号”搭载了全日面矢量磁像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜、太阳硬X射线成像仪3台有效载荷、共7台光学设备,各设备能保持光轴一致,同时精确指向太阳。该卫星在国际上首次实现在一颗卫星平台上对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像、日冕物质抛射的日面形成和近日冕传播同时进行观测;国际上首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕同时观测。
利用“夸父一号”的观测数据,科学家能更好地剖析太阳的活动规律、更精准地预报空间天气。甘为群说,太阳爆发是灾害性空间天气事件的源头,会严重影响地磁活动和电离层。“夸父一号”获得的第一手数据,对相关预报的开展十分关键,将为保障航空航天、卫星安全、地面导航通信等现代社会生产生活提供科学预报支持。(@北京晚报 记者 刘苏雅)
2017年,先进天基太阳天文台作为中国科学院空间科学先导专项二期卫星之一获批立项。此前,用卫星“看太阳”的想法已在我国科研人员的脑海中酝酿了40多年,但多年以来,国际上已陆续发射了70余颗太阳探测相关卫星,我国太阳探测卫星的进展却较为缓慢。
“太阳是与人类最密切的星球,其次才是月球。”该卫星首席科学家、中国科学院紫金山天文台研究员甘为群说,虽然我国的太阳物理学科研究在国际上处于领先位置,但当时,科研中使用的数据大多来自于其他国家发射的太阳卫星。“我们不能总是享用别人的软件、数据、资料,一定要发射自己的太阳卫星,做出我们的原创性贡献。”
嫦娥奔月、夸父逐日,是中华民族探索深空的浪漫。将先进天基太阳天文台命名为“夸父一号”,是借夸父逐日的故事,纪念千百年来试图揭开太阳神秘面纱的不懈求索,彰显胸怀大志、探索自然、英勇顽强的精神,开启中国综合性太阳观测的时代。
“夸父一号”的科学目标与目前国际上已有的太阳探测卫星均不同,它瞄准了太阳的“一磁两暴”——“一磁”指太阳磁场,大部分的太阳活动都直接受到太阳磁场支配,而“两暴”是指太阳上两类最剧烈的爆发现象,即太阳耀斑和日冕物质抛射。
围绕这一科学目标,经过5年的工程研制,“夸父一号”成功踏上了“观日”之旅,飞入距地球720公里的太阳同步轨道。轨道高度经过了精心选取,在这里,卫星全年仅有不到3个月会的时间存在地球阴影区,其余时间均为全日照,卫星可不间断地“紧盯”太阳。
“现在发射‘夸父一号’,正当其时。”甘为群介绍,太阳活动的周期约为11年,当前正处于第25个太阳活动周期的初期,太阳黑子数量逐渐增加,预计在2024年至2025年达到最高峰。而卫星的设计寿命为4年,在轨调试完毕后,每天都将有约500GB的科学数据回传,其观测周期将能覆盖太阳活动峰年的极大期。届时,卫星的全部科学数据将面向全球开放共享。
为什么一定要到太空去看太阳?该卫星首席科学家助理苏杨解释道,目前地球上也建设了大量的对日观测设备,但受到地球自转的影响,无法实现连续观测,地球大气的存在也会对观测产生一定影响。更重要的是,很多波段的观测必须要到太空中开展,才能看到天体物理的完整过程,否则就像是“盲人摸象”,例如从紫外波段进行太阳耀斑观测,相关条件在地面上并不具备。
为了实现更好的观测效果,“夸父一号”搭载了全日面矢量磁像仪、莱曼阿尔法太阳望远镜、太阳硬X射线成像仪3台有效载荷、共7台光学设备,各设备能保持光轴一致,同时精确指向太阳。该卫星在国际上首次实现在一颗卫星平台上对全日面矢量磁场、太阳耀斑非热辐射成像、日冕物质抛射的日面形成和近日冕传播同时进行观测;国际上首次在莱曼阿尔法波段实现全日面和近日冕同时观测。
利用“夸父一号”的观测数据,科学家能更好地剖析太阳的活动规律、更精准地预报空间天气。甘为群说,太阳爆发是灾害性空间天气事件的源头,会严重影响地磁活动和电离层。“夸父一号”获得的第一手数据,对相关预报的开展十分关键,将为保障航空航天、卫星安全、地面导航通信等现代社会生产生活提供科学预报支持。(@北京晚报 记者 刘苏雅)
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