黄茂海研究员讲解“空间红外紫外天文台”

  • 张墨 (物理科学学院)
  • 创建于 2009-07-03
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6月22日上午,国家天文台黄茂海研究员在研究生院做了一场精彩的的学术报告,介绍了当今最先进的红外和紫外波段的空间天文仪器的发展情况。黄老师首先介绍了目前世界上空间天文台的概况,指出发展多波段天文观测的重要性,之后重点阐述了最近发射的“赫歇尔”红外天文台和预计2012年将要发射的“空间紫外天文台”的详细参数和技术原理。

科学探测卫星“赫歇尔”数周前与“普朗克”卫星共同搭乘欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭,从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空,目前卫星在路途中正在展开相关的测试工作。“赫歇尔”是一台大型远红外线望远镜,它宽4米,高7.5米,是迄今为止人类发射的最大远红外线望远镜。“赫歇尔”望远镜的镜面以轻质金刚砂(碳化硅)为材料,直径达到3.5米,是哈勃望远镜镜面直径的约1.5倍,是它的“前任”——欧航局1995年发射的远红外线望远镜的6倍。此外,“赫歇尔”望远镜还携带了约2000升液氦,可以起到冷却望远镜的作用,让望远镜的内部工作温度接近绝对零度,从而尽可能地降低仪器本身的辐射,达到最优的观测效果。这些液氦将在几年内耗尽。

黄老师指出,宇宙中除去太阳以外的星体的表面会向外辐射红外波段的电磁波,但是由于距离十分遥远,因此很难被太空望远镜察觉。而宇宙中接近一半的辐射能量集中在红外/亚毫米波段,因此在此波段的探测对于揭开宇宙形成初期的奥秘有着非常重要的意义。“赫歇尔”可以凭借尖端的仪器,探测到非常多远红外线范围内的宇宙星体,包括银河系内和银河系之外的星体。此外,它还能够对宇宙尘埃和气体进行观测,探索银河系之外恒星的形成等等。目前国家天文台专家已加入了三项具有优先观测等级的赫歇尔核心科学项目,对所获得的数据享有相应优先数据使用权和科学论文发表权。三个观测项目总耗时达930观测小时,这将意味着中国将在第一时间获得相当于3500万欧元价值的高等级科学数据,远远高于合作项目耗资。

与“赫歇尔”红外望远镜相比,WSO-UV(世界空间紫外天文台)是一个新的大的国际合作项目,它由俄罗斯主导,中,英,法,德等国家联合研制,中国主要负责其中的无缝干涉仪的研制工作。由于材料限制,望远镜的工作波长为1100-3500埃,主镜为抛物镜,口径1.7米,望远镜长8.5米,干重2吨,工作耗能750w,最大可进行30小时的不间断观测。此紫外天文台计划于2012年发射,设计寿命为5年。

由于紫外波段不同于可见光波段,WSO-UV的光学系统与其它太空望远镜截然不同,它的接收器使用了内层镀金属的玻璃纤维,下端连接光子计数设备,应用光电倍增效应,通过逐个查找电子的方法产生光谱。而且由于紫外波段的特殊性,望远镜的镜面之间的反射损耗非常大,在经过3次反射之后,望远镜的有效通光口径仅可达到10cm数量级。

目前,国家天文台作为WSO-UV的成员,在黄老师的带领下正在参与相关的研制工作,在不久的将来,WSO-UV将成为世界上最先进的空间紫外望远镜,为世界天文学家收集宝贵的研究数据。
责任编辑:张墨

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