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欧洲南方天文台甚大望远镜

2021-05-27郭红锋

军事文摘·科学少年 2021年5期
关键词:猎户座天文台星云

郭红锋

甚大望遠镜(Ver y Large Telescope,缩写V LT)是欧洲南方天文台(EuropeanSouthern Obser vator y,简称ESO,成员国有比利时、法国、德国、荷兰、瑞典、奥地利、捷克、丹麦、芬兰、爱尔兰、意大利、西班牙、波兰、葡萄牙、瑞士、英国等16个国家)花费近30年(1986~2012年),建造并安装在智利帕瑞纳天文台的大型光学天文望远镜。

VLT的构成

VLT包括4架口径8.2米的大型光学望远镜。它们既可以单独使用,也可以组成光学干涉仪进行高分辨率观测。VLT每个8.2米望远镜的主镜厚度仅18厘米,重约22吨,望远镜总重约500吨。作为干涉仪工作时,VLT具有相当于口径16米的望远镜的聚光能力和口径130米的望远镜的角分辨本领。

2005~2006年,ESO在甚大望远镜近旁相继建造了4台口径1.8米的辅助望远镜,它们与4台8.2米望远镜共同组成甚大望远镜干涉仪(VLTI)。这些辅助望远镜不会显著增加干涉仪的聚光面积,但是可以增加基线数目,改善成像质量,让天文学家可以看到比单个望远镜高出25倍的细节。

VLT的4架8. 2米望远镜均用当地的土著语言命名,分别叫做安图(Antu)、奎恩(Kueyen)、梅里帕尔(Melipal)和叶朋(Yepun),这是马普切语言中太阳、月亮、南十字星和金星的名字。这些名字是一个智利女学生在ESO发起的竞赛中提出的,她因此获得了业余望远镜奖。

VLT的特点

第一,VLT的适应性强,既可单独使用,又可以多种方式组合起来使用;第二,VLT共配备了11种照相机,包括从近紫外到中红外的各个波段;第三,也是最重要的一点,VLT作为光学干涉仪来工作时,它的聚光能力相当于一架口径16米的望远镜,比海尔望远镜高10倍,比凯克望远镜高2.5倍。而它的角分辨率可达0.0005角秒,比哈勃空间望远镜高50倍。这意味着可以分辨距其64万千米远的一辆小轿车的两个前车灯。

此外,该望远镜还采用了地平装置和主动光学系统,其指向精度为1角秒,跟踪精度为0.05角秒。该望远镜安装在智利安托法加斯塔以南130千米的帕瑞纳天文台,海拔高度2632米,气候干燥,一年中晴夜数多达340个,视宁度达到0.5角秒,十分有利于天文观测。VLT圆顶采用的制冷设备从白天一直制冷到晚上的观测时间,能很快使望远镜的温度与外界一致,从而保持良好的圆顶视宁度。

VLT的观测成就

VLT的主要科学目标为探索太阳系的结构和组成,搜索太阳系旁邻近恒星的行星,研究低质量恒星、棕矮星和行星的质量分布,研究星云内恒星的诞生,观察活跃星系核内可能隐藏的黑洞以及探索宇宙的边缘等。VLT投入使用后在观测方面取得了非常令人瞩目的成果,大大拓展了天文研究领域的深度和广度。例如,VLT对猎户座星云的中心展开了迄今为止最为深入的观测,有关研究成果挑战了此前被广泛接受的认识。

著名的猎户座大星云是正在产生新恒星的一个庞大气体尘埃云。这些恒星形成区中包含大量氢原子气体、年轻的炽热恒星、原行星盘以及以高速扫过物质的恒星喷流等。但猎户座星云亮度很高,甚至在地球上肉眼都能看见,一直以来,其理想的相对距离和观测条件为人类提供了探索恒星形成理论的重要条件。

智利和德国的天文学家们用VLT对猎户座大星云展开了最为全面也最为深刻的一次剖析。望远镜配备的强大红外仪,不仅为人们呈现了壮观美丽的图片,还揭示了比以往所知十倍数量的褐矮星及独立的具有行星质量的天体。褐矮星的构成类似恒星,但因质量不够大也不够亮,所以过去发现的数量很少。VLT发现大量这种低质量星体的存在是一件令人兴奋的“意想不到的财富”,可以帮助天文学家更好地洞察恒星形成的演化史。

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