鲁宾天文台将揭示在太阳系中呼啸而过的星际信使天体
维拉-C-鲁宾天文台的"时空遗产调查"将揭示穿越我们宇宙邻域的星际彗星和小行星群,从而彻底改变太阳系科学。在我们的银河系中存在着许多尚未被发现的星际天体:从它们的母恒星系统中喷射出来的彗星和小行星。其中一些天体穿过我们的太阳系,带来了关于行星系统如何形成和演化的宝贵信息。目前,只发现了两颗这样的星际访客:1I/ʻOumuamua和彗星2I/Borisov。鲁宾即将进行的"时空遗产调查"将向我们展示更多的这类天外来客。
鲁宾天文台推动天文技术发展
利用现有的仪器和望远镜,我们已经对太阳系中最大、最亮的天体有了很多了解。然而,像新西兰坎特伯雷大学卢瑟福发现研究员、鲁宾天文台/LSST太阳系科学合作组织成员米歇尔-班尼斯特(MicheleBannister)这样的天文学家,希望能搜索得更深一些,寻找起源于远在我们太阳系之外的行星系中的微弱小天体。这些星际天体--从它们的母星系被抛入恒星之间的空间--非常微弱,几乎无法探测到。但是,随着智利维拉-C-鲁宾天文台(VeraC.RubinObservatory)即将开展的"时空遗产巡天"(LegacySurveyofSpaceandTime,LSST),科学家们期待着一个爆炸性的发现期,因为这些暗淡的天体将首次出现在人们的视野中。
鲁宾天文台由美国国家科学基金会(NSF)和美国能源部(DOE)共同资助。鲁宾天文台是美国国家科学基金会NOIRLab的一个项目,NOIRLab与SLAC国家加速器实验室将共同运营鲁宾天文台。
了解我们的宇宙起源
太阳系起源于一团巨大的气体和尘埃漩涡云,坍塌后形成了新的恒星,我们的太阳就是其中之一。恒星吞噬了大部分宇宙成分,但在每颗恒星的周围,剩余的部分形成了行星的小构件--称为"planetesimals",大小从几十米到几公里不等,其中一些凝聚成行星及其卫星和星环,但数以万亿计的剩余行星继续围绕着它们的主恒星运行。
借助对太阳系的观测和计算机模拟,科学家们推测,较大行星和附近经过的恒星的引力往往会将这些残余的行星小体中的大部分带离它们的母系,进入它们所在的星系。它们在太空中旅行,不受任何恒星的束缚,现在被称为星际物体。
星际天体的信使作用
班尼斯特说:"行星系统是一个变化和成长、雕刻和重塑的地方。行星就像一个活跃的通讯器,它们可以将数以万亿计的微小行星移动到银河系空间。"
如果说行星是通信者,那么星际天体就是电报,其中包含有关遥远行星系及其形成过程的宝贵信息。在很短的时间内,其中一些来自远方的信息就在我们的宇宙后院。班尼斯特说:"来自另一个太阳系的岩石可以直接探测另一颗恒星上的行星是如何形成的。因此,让它们真正来到我们身边是一件非常了不起的事情。"
尽管天文学家认为存在着许多星际天体,而且很可能定期穿越太阳系,但只有两个天体得到了证实:2017年的ʻOumuamua(又称1I/2017U1)和2019年的2I/Borisov彗星。这些彗星的发现要归功于绝佳的时机、大量的努力和一点点运气--这些小而微弱的星际旅行者只有在足够近、我们的望远镜在正确的时间指向正确的地方时才能被看到。
利用鲁宾天文台增强探测能力
班尼斯特说:"根据我们的计算,太阳系中现在有很多这样的小世界。我们只是还找不到它们,因为我们看到的还不够微弱。"
鲁宾天文台将改变这种状况了,将使用一架配备了世界上最高分辨率数码相机的8.4米望远镜,探测到比我们以前看到的更暗的星际物体。班尼斯特说:"这就好像你突然从一艘小船上,在岸边美丽的浅滩上晃来晃去,变成了现在在偌大的深海上空,第一次可以看到那么广阔的海面。"
此外,鲁宾的快速移动望远镜每隔几个晚上就能扫描整个可见天空,捕捉星际天体快速穿越太阳系的延时视图。
预测未来的发现
虽然我们把'Omuamua'和2I/Borisov星际天体都称为星际天体,但它们在我们所能测量的所有方面都有所不同。第三个或第二十个星际天体会是什么样子呢?鲁宾天文台计划于2025年开始为期10年的LSST,在第一年内,科学家们就有望得到一个很好的答案。班尼斯特说:"我们将从对两个单个天体的研究转向对至少几十个天体的群体研究。由于星际天体可能来自银河系中的所有恒星,因此科学家们将能够直接研究遥远恒星上的行星系统是如何在整个银河系的历史中形成的--包括已经不存在的远古恒星。"
目前,科学家们只能粗略预测鲁宾将揭示多少个星际物体。班尼斯特俏皮地把赌注压在21个上,但她说我们现在还真的不知道。无论结果如何,鲁宾号都将彻底改变太阳系研究--以及天文学和天体物理学的许多其他领域。"这将是鲁宾提供的礼物之一,"她说,"一部新的太阳系历史,让我们更加了解我们从哪里来。"
编译自/ScitechDaily
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