不同天文望遠鏡合作 將攻克不可能的任務

沈陽海哥

不同天文望遠鏡合作  將攻克不可能的任務




從所在位置劃分，天文望遠鏡有位於地球表面、位於地球軌道上和位於觀測目標天體軌道上
至少三種；按照觀測的電磁波段又分為無線電波、紅外線、可見光、X射線到高能射線很多種，
沒有哪台望遠鏡可以同時觀測所有波段的信號。

比如位於智利的阿塔卡瑪大毫米波陣列（ALMA）是位於地面監測無線電波的射電望遠鏡，
韋伯望遠鏡（James Webb）是即將發射到地球軌道上的太空望遠鏡。

就像盲人摸像一樣，每個望遠鏡只能看到觀測目標的一個層面。

今年在 ALMA 觀測站 舉行的 Planets2020會議上，科學家們起草了一份白皮書，規劃未來
如何將這些望遠鏡合作開展研究。

對於太陽系內行星的觀測，各國太空機構陸續發射了不少太空船飛到它們的軌道上
查看究竟，有的派遣探測車登陸探查。

顯然這成本很高，而且能夠搭載的儀器也很有限，因此在項目規劃階段，考慮帶去
哪些儀器總是非常困難的決定。如果規劃好與地面或地球軌道上望遠鏡配合使用，
就能得到更全面的數據。

位於地面的望遠鏡一般鏡面都很大，可以覆蓋無線電波、微波或紅外線。紅外線信號
很有用，一套數據可以揭示觀測目標的很多特性，包括壓力、溫度、分子構成等。

地面望遠鏡的另一個優勢是，可以一次給整個星球成像。飛船上搭載的望遠鏡一次
只能從某一個角度拍攝星球的照片。太空船望遠鏡和近地望遠鏡配合，
能提供立體的景象。

對木星 Jupiter 的探測就是一個成功的合作例子。木星軌道上的朱諾（Juno）探測器
發回的數據和地面望遠鏡相結合，已經是四十多份研究報告的數據基礎。


期待的合作
對火星Mars 的探索也很值得採用多種望遠鏡結合的觀測方法。不僅在火星軌道上
有TGO、MAVEN探測器，科學家還掌控著火星地面的探測車。

研究人員考慮，讓火星軌道探測器和地面的紅外線探測器合作，探索火星大氣中
甲烷  Methane 的來源。

火星軌道器提供特定電磁波段優質的二維景象，地面觀測台提供的是面向觀測台的
火星半球的數據，它們相結合，科研人員將得到三維圖像。

不過地面望遠鏡觀測還面臨一個難題：地球大氣中也有 甲烷 Methane ，這會影響
火星大氣成分的觀測數據。

但是科學家想到了一個巧妙的辦法  —   選擇火星 Mars 在相對地球以每秒13公里的速度
離開（或靠近）的時間點進行觀測。這樣利用光譜的紅移（或藍移）效應，就可以區分
出代表火星大氣中甲烷成分的光譜數據。

另一個期待合作的觀測目標是土衛六。又稱為泰坦（Titan），它是一顆比水星 Mercury
還大的奇特的衛星。它有一個很厚的大氣層，是太陽系內唯一 一顆有大氣層的衛星。

土衛六以其富含碳氫化合物的河流、擁有基於 甲烷 Methane 和 乙烷 Ethane 的循環系統
等多個神秘的特點，成為近年來研究熱點。

NASA將在2034年派遣蜻蜓（Dragonfly）探測器登陸進行考察。這個項目也列入了白皮書
作為候選合作項目之一。

蜻蜓探測器（Dragonfly）將搭載質譜儀，能夠探測到遠程探測不到的大氣內分子成分，
而地面望遠鏡可以提供當時同步的大氣整體情況。

科學家目標通過結合觀測，探查土衛六「泰坦」（Titan）上面的有機化合物。

這次會議的主辦方 —  ALMA觀測站 對於觀測有機複合物很有優勢，還能為觀測目標
詳細繪圖。 而且，ALMA的操作人員已經對土衛六相當熟悉。

ALMA 團隊表示，他們所有的觀測數據，最終都將免費公諸於眾。不過他們特別強調，
所有的合作最重要的是控制觀測時間上的同步，這樣得到的數據才最有價值。

其實，在各個觀測站已有的海量存檔中，如果科學家花精力去尋找，能夠找到一些相同
時間點的觀測數據，但是，通過未來有針對性的觀測合作，更能發現外星世界奇異的特性 —
完成單個望遠鏡不可能完成的任務。

馬甸尼

探索宇宙, 科技創新

Monfortino

探索宇宙。

Winston91

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睇到第三幅圖先記得現在太陽系只有8個行星。