刊登日期 : 04/06/2021
說到太空望遠鏡,很多人馬上想到的是成名已久的美國「哈勃」,但預計2024年投入科學運行的中國巡天太空望遠鏡,在多方面的性能將會遠超這「老將」,其中最突出一點,是巡天太空望遠鏡的視角是哈勃的300倍,其工作效率將無人能及。
巡天不受大氣層影響 視力更好
有人或許要問,中國已擁有了地球上最大的500米口徑射電望遠鏡「中國天眼」,為何還花重金發射巡天太空望遠鏡?這要從地球觀測的限制說起。
大氣層可以保護地球不被太陽輻射直接照射,但它吸收和反射了部分來自宇宙的電磁波,包括可見光、紅外線、紫外線、X射線和無線電波,加上大氣散射造成背景光,這都會嚴重影響科學家們「遙望星空」。為避免觀測受大氣干擾,科學家想到把望遠鏡送上大氣層以外,這就是「視力更好」的太空望遠鏡。
中國科學家在探索宇宙的道路上從不會缺席,所以中國即使有了在地上的「中國天眼」,也需要和美國等國家一樣,有自己的太空望遠鏡作為「宇宙之眼」。
目前太空望遠鏡有兩種發展思路,一種是建造更大口徑鏡體,這樣可以令人類看得更深,獲得更暗弱天體的信息,美國一再推遲發射的韋布太空望遠鏡就是例子,它的口徑達到6.5米。
延伸閱讀:巡天太空望遠鏡 中國的「宇宙之眼」
巡天服役10年 最多可觀測40%太空
另一種思路是建造可以觀察更廣闊天區的望遠鏡,以更高的效率,更系統地去研究宇宙,這一般被稱為「巡天式望遠鏡」,這種觀測能夠發現更多的未知天體。中國的巡天太空望遠鏡雖然名字不是由「巡天式」這專業用語而來,但確實屬於這一類別。
巡天太空望遠鏡口徑兩米,比美國哈勃太空望遠鏡的2.4米略小,但它在成像質素相當的情況下,視角卻能達到後者的300多倍。被美國寄以厚望的韋布太空望遠鏡,視角也只達到哈勃的100倍。
有報道指出,在超廣闊視角的助力下,巡天太空望遠鏡只要大約1天,就能完成哈勃1年才能獲取的數據。以預計10年服役期計算,它能觀測17,500平方度的天區,是整個天空面積的40%。
當然,巡天太空望遠鏡的服役期不會完全用於「巡天」,專家亦會有部分時間用於對天體的精細研究。
巡天還能看地球 媲美美國「鎖眼」
另外,為了能夠接收廣闊視角信息,巡天太空望遠鏡在相機上安置了30個探測器,總像素達到25億。其中18個探測器上設置有不同濾光片,讓它可以獲得宇宙天體在不同波段的圖像;另外12個探測器則用於無縫光譜觀測,每次曝光可以獲得最少1,000個天體的光譜信息。
報道形容,如果哈勃用高清晰的圖像掀開了宇宙的一角,那麼巡天太空望遠鏡將會給人類帶回整個宇宙全景的高清晰圖像。它還將協助人類進一步探索宇宙的起源和演化、暗物質、暗能量等前沿問題,把中國人對宇宙的了解提升到新的高度。
另外,巡天太空望遠鏡還有一個較少被提及的功能,就是它除了「望天」外,還具備對地觀測功能,有報道稱其性能將媲美美國的「鎖眼」系列偵察衛星。
延伸閱讀:NASA的哈勃太空望遠鏡計劃網站