测量恒星摇篮亚毫米光的望远镜发射成功

这个气球搭载的望远镜旨在探测银河系为何没有形成预期的那么多恒星

一个巨大的氦气球正在南极洲上空缓缓漂移,高度约为22英里(36公里)。它于周二(12月25日)从美国国家科学基金会在地球最南端大陆的长期气球(LDB)设施发射升空,搭载着一台灵敏的望远镜,用于测量来自我们银河系恒星摇篮的亚毫米光波。

“圣诞发射!”美国宇航局沃洛普斯飞行设施的官员在昨天的推特上写道,该机构负责监督该机构的气球研究项目。“BLAST今天从南极洲的麦克默多站发射升空。”

这是BLAST的第五次也是最后一次任务,BLAST是气球搭载的大孔径亚毫米波望远镜的缩写,任务设计者希望它能揭示为什么我们的星系中诞生的恒星如此之少。


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12月12日,BLAST仍然位于LDB设施的两个巨型有效载荷组装大楼之一,距离美国研究中心麦克默多站不远。宾夕法尼亚大学的首席研究员马克·德夫林和一群研究生正在望远镜上安装一个巨大的遮阳罩,以确保超冷探测器在飞行过程中不会升温。

德夫林说:“探测器使用液氦冷却至绝对零度以上0.3度。”“如果它们再暖一点,就无法记录到仅比绝对零度高30度的寒冷星际尘埃云发出的微弱亚毫米辐射。”

恒星之谜
在2003年在新墨西哥州和2005年在瑞典进行试飞后,BLAST于2006年从南极洲进行的第三次飞行取得了“令人难以置信的”成功,德夫林说。该仪器毫无疑问地揭示了在大多数遥远的星系中,新恒星以惊人的速度诞生。通过测量超过70亿光年外的星系中的恒星形成率,研究人员确定,宇宙中超过一半的恒星是在大爆炸后的前50亿年内诞生的。

多伦多大学的联合首席研究员巴特·内特菲尔德补充说:“但存在一个未解决的问题。”他正在协助BLAST团队进行发射准备工作。“BLAST在我们自己的银河系中发现了许多所谓的暗核——致密的冷尘埃云,它们本应是正在形成的恒星。根据暗核的数量,你可能会预期我们的星系平均每年会产生数十颗新恒星。然而,银河系的恒星形成率每年仅约为四个太阳质量。”

那么,为什么我们银河系的恒星诞生率如此之低呢?天文学家可以想到两种方法来阻止致密的尘埃云进一步收缩成恒星:尘埃中的湍流,或磁场阻碍坍塌的影响。在其新的任务中,BLAST应该找出哪个过程是罪魁祸首。[图片:南极洲康科迪亚站的生活]

这个想法很简单:磁场倾向于排列带电的、细长的尘埃颗粒。如果尘埃颗粒具有首选的方向,它们将略微极化来自云的亚毫米辐射。使用偏振计,BLAST可以检测辐射是否确实被极化,如果是,则确定磁场的方向。内特菲尔德说:“如果不存在偏振,那么湍流一定是导致如此少的暗核坍塌成新恒星的原因。”

最后一次任务?
在2010年,BLAST的第四次任务中,它已经配备了偏振计。然而,据德夫林说,“那次飞行由于过滤器融化而表现不佳。我们有一些数据,但我们知道我们可以做得更好。”

幸运的是,重复一个气球搭载的实验比重新发射一颗科学卫星要容易得多,也便宜得多。每次飞行后,大部分有效载荷都会被回收并可以再次使用。特别是,配备灵敏且昂贵的探测器的BLAST相机每次都被回收。

BLAST的第五次飞行可能会持续12到14天。当德夫林、内特菲尔德和他们的同事们正在庆祝圣诞节和新年时,这个重达4000磅(1800公斤)的平流层望远镜将观测位于帆座和豺狼座的选定恒星形成区域。

如果伊利诺伊州西北大学的高年级研究生特里斯坦·马修斯如愿以偿,这可能不是BLAST的最后一次任务。根据当前飞行的结果和回收成功情况,马修斯希望以目前的配置第六次飞行BLAST,在北极进行。“这将使我们能够访问金牛座一个经过充分研究的附近的恒星形成区域,”他说。

与此同时,德夫林从美国宇航局获得了为期五年、金额为500万美元的资助,用于开发更大版本的BLAST,其镜面为2.5米,而目前的孔径为1.8米。这将大大增加可以研究的恒星摇篮的数量。“我们可能会在2016年左右飞行SuperBLAST,”他说。

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