
天体物理学一般认为宇宙已有130亿岁 , 因此12年在宇宙历史中就只是一眨眼的功夫 。 但是美国宇航局(NASA)10月18日发布的一部缩时视频却显示出过去12年中发生了多少巨大变化:恒星们亮度发生剧烈震荡 , 小行星们在太空中飞奔 , 黑洞们因吞噬气体及尘埃而发出宇宙焰火 。
【NASA缩时视频展示过去12年宇宙变迁】NASA于2009年发射了“广域红外线巡天探测卫星”(WISE Widefield Infrared Survey Explorer) 。 WISE发现了星团和数千颗矮行星 , 并帮助科学家发现了地球的特洛伊小行星等 。 当WISE在2011年用尽冷却剂时 , NASA将其置于休眠状态 。 但它的一些红外探测仪仍可有效运作 。 因此 , 2013年 , NASA以NEOWISE(Near-Earth Object WISE 即近地天体WISE)的形式重新启动了这项任务 。 NEOWISE的主要目标之一是追踪和描述2000颗已知的小行星 。
缩时摄影
NEOWISE通过广角巡天来执行其任务 。 每六个月 , NEOWISE即可完成一张夜空全景图像 。 NASA将十多年来拍摄的18张全天图像组合在一起 , 创造了夜空的缩时摄影 , 其中涵盖了数亿个天体 。
“如果你走到室外观看夜空 , 似乎一切照旧 , 但事实并非如此 , ”位于图森市的亚利桑那大学(University of Arizona in Tucson)NEOWISE首席研究员艾米?美因泽(Amy Mainzer)说 , “星星燃烧爆炸此起彼伏、小行星呼啸而行、黑洞在撕裂着恒星、宇宙一派繁忙景象 。 ”
褐矮星
NEOWISE的一项重大科学贡献是它大大增进了科学家对褐矮星的研究 。 褐矮星并不完全是恒星 , 而是正在成为恒星的亚恒星 。 但尚未聚集足够的质量来引发氢聚变反应而升级为恒星 。 其个头比恒星小 , 比最大的行星大 , 其质量从13到80个木星不等 。天体物理学家推测褐矮星是存在的 , 但只有通过红外观测才能看见它们 。 尽管“2微米全天巡天”项目(2MASS)成功地找到了一些褐矮星 , 但从地球表面进行红外天文学是很困难的 。 而现在我们发现了成千上万个 , 这要归功于WISE/NEOWISE这样的太空红外天文台 。
天体物理学家对最凉的褐矮星很感兴趣 , 因其弥合了恒星和行星之间的差距 。 这是光谱Y类褐矮星 , 发射的能量非常少 。 最凉的温度略高于室温 。 WISE在2011年发现了Y级褐矮星 。
NASA最终将WISE和NEOWISE的数据合并到一个名为CATWISE的目录中 。 2019年 , 科学家通过目录搜索发现了CISEP J1935-1546 , 这是一颗更凉的褐矮星 , 估计温度为摄氏-3度到87度之间 。
公民科学家团体也在NEO/NEOWISE的褐矮星研究中发挥了作用 。 2020年 , 公民科学家帮助发现了两颗最不寻常的褐矮星 , 叫做T型亚矮星 。
同年 , 与NEOWISE合作的科学家们发现了迄今为止最奇怪的褐矮星 , 并给它起了个昵称:“意外” , 因其发现真的是一个意外 。 “意外”岁数很大了 , 年纪约有100到130亿年——并且金属丰度(metallicity , 指恒星内除氢和氦元素之外 , 其它的化学元素所占比例)非常低 。 它是如此古老 , 以至于其金属丰度反映的是早期宇宙而非现代宇宙 。 一代又一代的恒星创造了更重的元素 , 在数十亿年间将其散布到太空中 , 因此宇宙中近期形成的物体具有更高的金属丰度 。
虽然“意外”是第一个被发现的 , 但可能不是最后一个 。 其中许多可能潜伏在黑暗中 , 甚至可能仍隐藏于NEOWISE数据中 。
NEOWISE任务的持续时间比预期的要长得多 。 当NASA将其作为WISE发射时 , 认为它会持续两年 , 直到冷却剂用完 。 但在重新调整为NEOWISE后 , 任务已经持续了10年 。 甚至WISE的科学家也对任务的长度以及收集的数据量感到惊讶 。
NASA喷气推进实验室的天文学家彼得?艾森哈特(Peter Eisenhardt)说:“我们从未预期航天器会运行这么长久 , 而且也无法预料能够利用如此多的数据做科学研究 。 ”
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