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2023年航天觀測科技更先進 有助人類增進對浩瀚宇宙的認知

去年啟用的韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)讓科學家看得更遙遠,見到前所未見的古老星系,震撼世界。天文學家提醒天文愛好者,在2023年驚喜將陸續有來──先進的航天科學將會為我們帶來更多有關探究暗黑物體、年輕恆星如何形成和宇宙動態的新角度。

(圖片來源:Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA)

美國太空總署耗時20年、斥資100億美元研製的韋伯太空望遠鏡,在2023年勢將繼續成為傳媒轉載太空圖片的來源。它號稱是史上最大的太空望遠鏡,直徑6.5米的鏡面藉著捕捉紅外光,穿透宇宙塵埃的能力更高,把光過濾,就像揭開星際面紗,「看到」以往太空望遠鏡無法看到的天體。

韋伯太空望遠鏡捕捉到清晰的海王星。

韋伯去年發放其近紅外線相機(NIRCam)拍攝的6,500光年遠的巨蛇鷹星雲(Eagle Nebula)中的「創生之柱」(Pillars of Creation)圖片,教天文學家驚嘆。這些影象比其他太空望遠鏡拍攝到的,可見到更多柱狀塵埃,以及更多發出亮紅和粉紅光的嬰兒恆星。這些恆星估計有幾十萬歲。

科學家最近在巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)會議上分享了韋伯太空望遠鏡運作半年來的一些初步成果,包括迄今發現最遙遠的星系Maisie’s Galaxy(推算是大爆炸後2.9億年的星系)、新觀測到的遠古星團,以及包裹著巨大狂暴恆星、由恆星噴出粒子而形成的對稱塵埃殼。

預計今年韋伯會拍攝到更多活躍星系核(active galactic nuclei)和太陽系以外的行星,以及太陽系內前所未見的景象。這些攝影圖象將有助我們進一步認識宇宙。

韋伯太空望遠望鏡是由美國太空總署與歐洲太空總署和加拿大太空總署合作的計劃,於2021年12月25日發射。它比哈勃望遠鏡有更高的解像度和靈敏度,可探測哈勃望遠鏡能探測的最微弱亮度百分之一的物體。

建於智利北部海拔2,682米高山頂上的魯賓天文台。

此外,以美國天文學家Vera Rubin命名的魯賓天文台(Vera Rubin Observatory)將展開為期10年的「Legacy Survey of Space and Time」調查,今年進入準備的最後階段。這項調查會提供500兆億byte的南天圖象數據,在10年間每隔幾晚拍攝一次天穹的變化。

魯賓的大型巡天望遠鏡(LSST)是能拍出32億像素的相機,將幫助我們進一步了解宇宙中的「暗能源」和「暗物質」。這台相機的關鍵部分是64厘米的焦平面,由189個感光器組成。要讓所有感光器各就各位,彼此協調工作是非常艱巨的挑戰。如果要展現極度精細的原圖,就需要378個4K超高清電視屏幕。

魯賓天文台用其世界最大的數碼相機拍攝32億像素的椰菜花照片。

魯賓天文台台長斯蒂夫‧坎恩(Steve Kahn)解釋,魯賓的大型巡天望遠相機能夠拍下相當於月亮40倍大的面積。它每15秒將整個天空拍攝一次,得到整個天空的深度影象,並且看到期間哪些恆星的亮度有變化,也記錄期間流星和小行星等在天空的移動。

如果說韋伯太空望遠鏡是一個真知水晶球,在不同的時間會呈現截然不同的物件。魯賓的大型巡天望遠鏡相機就是《魔戒》中的索倫之眼,恒常地監查著南天。當有時間性的天文現象出現時,不同的太空望遠鏡會互相實時溝通,合力拍攝,由魯賓整合出最整全的逐格天穹影片。LSST相機的裝組工程已接近完成,而魯賓天文台的圓頂也將於2023年12月竣工。

歐洲航天局和中國新研製的太空望遠鏡Euclid和巡天太空望遠鏡亦將會在年內啟用。

月球今年將會忙於接待「訪客」。美國太空總署的商業登陸月球服務最少有三個任務在年內實行。另外不同航天科技機構也計劃探測月球表面的地形和風化層。俄羅斯、日本、印度和德國亦公布,在今年有探測月球的航天科技項目。

美國太空總署將於2024年10月發射探測器Europa Clipper到火星附近,以獲取更多關於木衛二冰殼下海洋的數據,以及海洋如何與冰殼表面進行相互作用。歐洲航天局亦計劃在今年4月發射 Jupiter Icy Moons Explorer,預計在2029年10月抵達木星。

除了太空總署,多間商業機構也投入航天業的發展工作,例如Planet,每天從太空為地球拍照。The Planetary Society則是科普消息及太空任務的新聞服務機構,亦會在社交媒體發放對業餘天文學愛好者有用的資訊,例如觀賞流星雨和不同天文現象的時間。

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