马斯克的星链卫星,会将原本浪漫的星空毁于一旦?

马斯克的星链卫星,会将原本浪漫的星空毁于一旦?

澳大利亚凯恩斯出现不明飞行物、荷兰莱顿夜空中出现一串光点、美国西雅图闪烁怪异的光芒,发生了什么? 在发射后约22.5小时,星链卫星列队经过荷兰莱顿上空。 版权:马克罗•朗布鲁克(Marco Langbroek), 荷兰莱顿 北京时间5月24日上午10:30,埃隆•马斯克(Elon Musk)的SpaceX成功发射了60颗星链(Starlink)卫星,一时间引起了全球人民的关注。这一批星链卫星实际上是下一代卫星网络的一部分,目的是为世界提供更好更快的互联网服务,特别是为那些无法连接到互联网的人们提供可靠而低价的服务。 高性能的互联网服务听起来非常的鼓动人心,马斯克也宣称将在近地轨道(low Earth orbit,LEO)部署约1.2万颗卫星;但这样一批数量庞大的卫星舰队,除了会影响我们的互联网使用,也会永久改变我们仰望天空时的景象。 不久的将来,我们会因城市灯光和各国卫星而失去美轮美奂的星空吗? 版权:Greg Rakozy on Unsplash [rml_read_more] 雄心勃勃的星链任务 星链是一次雄心勃勃的计划,利用近地轨道(距离地面高度约500公里)的卫星来为全球提供互联网服务。 这和之前大多数通讯卫星(Communications Satellite,CS)不尽相同,大部分通信卫星都是体型较大的独立卫星,位于较高的地球同步轨道(geosynchronous orbit,GSO)上,也就是它们一直待在地球赤道上方(距离地面高度3.6万公里以上)一处明确固定的位置。 与地球同步轨道上的卫星进行通信时,通常需要使用卫星天线,也就是在居民楼侧面常见的那种天线;相比之下,与近地轨道的卫星通信时,由于卫星距离我们要近得多,因而不需要如此庞大笨重设备的辅助。 但是,近地轨道卫星以极快的速度绕着满世界跑,它们能捕获到的只有下方的一小片区域,如果要让卫星信号覆盖全球,就需要千千万万个这样的的卫星。20世纪90年代的时候,铱星卫星网络(Iridium satellite network, 1993年7月29日至11月1日由摩托罗拉以固定价格合同开发)就采取了这种方式,用数十颗卫星为全球提供电话和数据服务。 星链计划的野心要比铱星卫星网络大得多:第一阶段计划发射的卫星数量为1 600颗,到2020年代中期,这一数字将增加到12 000。这是什么概念呢?目前有纪录的地球轨道卫星大约有18 000颗,其中正常运转的大约有2 000颗,也就是到2020年代中期,地球轨道卫星的总数将会增加三分之二,有效运转的卫星则会增加6倍。 夜空中的漫漫“星光” 在傍晚的时候我们时常能看到卫星划过晴空,事实上,全球有上千个地方都能看到国际空间站(International Space Station)划过头顶的天空,因为国际空间站已经一跃成为天空中第三明亮的物体。而目睹这架“快速移动的飞机”从头顶飞过,并且知道有人生活在那片遥远的光里,甚至让人有点莫名的小激动。 但是,星链并不在这种让人“小激动”的范围内。 上周,第一批的60颗卫星在SpaceX的猎鹰9号运载火箭(Falcon 9)的托运下成功升空,如一串闪闪发光的珍珠项链遨游在夜空里。地面之上,有一部分人知道这串光点的真实身份,但也有一些人惊呼UFO来了;或许,你今晚也能有幸目睹夜空中这种神奇的景象(查询最佳观看时间地点,请戳:https://www.n2yo.com/passes/?s=74001)。 如果在未来,全部的卫星都成功发射到近地轨道,就会有数百条这样的星链出现在天空上,在任意特定的时间段都能被地面上的人们观测到。如果这真如最初报告中所说的,星链是肉眼可见的,那么这些卫星的数量将超过原本天空里肉眼可见的自然恒星数量,到那时,随处可见的“浪漫繁星”或许会让人忧心忡忡。 马斯克的推文并没有让天文学家的担忧得到一丝丝减轻: “在夜间,卫星的确明显的肉眼可见,尤其是在黎明前和日落后的几个小时里,因为在那时它们的高度足以被太阳照到,而实际上空间站的人工照明则与它的可见度无关。” 来源:Twitter @Alex_Parker 在南北两极的区域,包括加拿大和北欧在内,夏季的整个夜晚近地轨道卫星都会被太阳光照亮。 你可能无法想象,但天空中肉眼可见的卫星如果有数以百计之多,绝对不会是一件让人心向神往的事,而会是一场全所未有的灾难:这些闪光的卫星将会彻底毁掉我们的观星体验,抬头仰望的星空将会变成一种拥挤不堪甚至密集恐惧的可怕图景;它们还会污染原本自然的天文学图像,留下一条条“完美无瑕的星星之链”。 在智利,有一台地基大口径全天巡视望远镜(Large Synoptic Survey Telescope,LSST),镜面直径长达8.4米,配备了3 200 像素的相机,价值4.66亿美元,目的是在2020年代中期每三天拍摄一次全天空。 星链的完整星座计划一旦完成,这台望远镜拍到的很多图片都会出现星链卫星的身影,较长的曝光时间则会出现数十条恼人的星链。 来源:Twitter @ Jonathan McDowell 我们的星空还有救吗? 还有没有乐观一点的可能呢?有,也没有。 作为企业家兼科学狂人,马斯克已经创造了一系列惊人的技术,例如SpaceX的猎鹰运载火箭和特斯拉汽车,但是他在某些其他项目上也让人大失所望,例如超级高铁公司(Hyperloop)的隧道运输计划(tunnel transport plan)。 虽然星链已经在推特上引发了激烈的争论,但至少就目前而言,相比马斯克最终的1.2万颗卫星目标,他还差了11 940颗呢。 除此之外,最初的报告可能高估了星链卫星在夜空中的亮度,毕竟多颗卫星聚集在一起的效果与每颗卫星分开的景象可能大不相同。 虽然有些报道指出,想要看到单个的卫星,人们必须使用双筒望远镜;但平民科学家项目Galaxy Zoo的威廉•(William Keel)则说,星链卫星会一闪一闪地发光,在某些瞬间亮度会比所有的自然恒星都高。 如果说单个卫星的光太微弱,肉眼难以观察,那么至少天空的自然奇观还能得到保护;但对专业的天文学家而言,他们就不得不为研究未来斑驳陆离天空做好心理准备,他们大概并不很期待满是星链的夜空。 参考: [1]https://vimeo.com/338361997 [2]https://theconversation.com/supermassive-black-holes-weve-spotted-signs-of-mergers-that-may-finally-help-us-prove-they-exist-105438 [3]https://www.spacex.com/news/2019/05/24/starlink-mission [4]https://www.space.com/spacex-starlink-satellites-launch-just-beginning.html [5]https://www.spacex.com/sites/spacex/files/starlink_press_kit.pdf [6]https://spotthestation.nasa.gov/ [7]https://www.lsst.org/

哈勃望远镜拍摄到一个星系逆势而动

哈勃望远镜拍摄到一个星系逆势而动

这个发光的天体是星系NGC 4621,更广为人知的名字是Messier 59。正如后一个名字所示,这个星系被列在18世纪法国彗星猎人查尔斯·梅西耶编撰的著名的深空天体目录中。然而,德国天文学家约翰·戈特弗里德·克勒(Johann Gottfried Koehler)在梅西耶(Messier)于1779年将这颗星系加入他的收藏前几天发现了这颗星系。 现代观测表明,Messier 59是一个椭圆星系,是与螺旋星系和不规则星系并列的三大类星系之一。椭圆星系往往是这三个星系中进化得最快的,充满了古老的红色恒星,几乎没有或几乎没有新恒星的形成。然而,Messier 59在某种程度上与这一趋势背道而驰;该星系确实显示出恒星形成的迹象,一些新生恒星位于靠近核心的圆盘内。 Messier 59位于室女座(处女座)内2000多个室女座星系团中,距离我们大约5000万光年。这张照片是由美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜的高级巡天照相机拍摄的。 Messier 59出现在哈勃的Messier目录中,其中包括一些可以从地球北半球观测到的最迷人的天体。在以下网址查看更多NASA处理的图像和其他Messier天体:https://www.nasa.gov/content/goddard/hubble-s-messier-catalog 文字来源:ESA (欧洲航天局) 图像来源:Image credit: ESA/Hubble & NASA, P. Cote This luminous orb is the galaxy NGC 4621, better known as Messier 59. As this latter moniker indicates, the galaxy is listed in the famous catalog of deep-sky objects compiled by French comet-hunter Charles Messier in the 18th century. However, German astronomer Johann Gottfried Koehler is credited with discovering the galaxy just days before Messier added it to his collection in 1779. Modern observations show that Messier 59 is an elliptical galaxy, one of the three main kinds of galaxies along with spirals and irregulars. Ellipticals tend to be the most evolved of the trio, full of old, red stars and exhibiting little or…

中子星内部成分探测器夜间的探测图像

中子星内部成分探测器夜间的探测图像

2019 June 1 晚上的中子星内部成分探测器 图片来源:NASA, NICER 作为国际空间站上的有效载荷,中子星内部构成探测器(NICER)每隔93分钟就会绕地球轨道行星地球轨道运行地球轨道上的宇宙X射线源。在夜间轨道运行期间,它的X射线探测器保持开启状态。因此,由中子星内部构成探测器的22个月数据绘制的全天空地图上,随着中子星内部构成探测器从一个目标到另一个目标的摆动,明亮的弧线被描绘出来。这些弧线往往聚集在NICER经常瞄准和监视的X射线天空中的突出亮点————脉冲星上。脉冲星是一种旋转的中子星,能发射出类似时钟的X射线脉冲。它们的计时非常精确,可以用于导航、确定航天器的速度和位置。这张NICER的X射线全图是以与天体赤道水平对称的坐标组成。 NICER at Night Image Credit: NASA, NICER Explanation: A payload on board the International Space Station, the Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) twists and turns to track cosmic sources of X-rays as the station orbits planet Earth every 93 minutes. During orbit nighttime, its X-ray detectors remain on. So as NICER slews from target to target bright arcs and loops are traced across this all-sky map made from 22 months of NICER data. The arcs tend to converge on prominent bright spots, pulsars in the X-ray sky that NICER regularly targets and monitors. The pulsars are spinning neutron stars that emit clock-like pulses of X-rays. Their timing is so precise it can be used for navigation, determining…

科学家发现“被流放”的双星

科学家发现“被流放”的双星

科学家已经发现证据,表明恒星对儿已被踢出其宿主星系(host galaxies)。通过NASA钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)的观测数据,这一发现是双星系统(binary system)被逐出星系的最明确的例子之一。 天文学家用“双星系统”来指代绕行彼此的恒星。这些恒星对儿可以由像太阳这样的恒星组成,也可以是更奇特、密度更大的天体,比如中子星、甚至黑洞。 从天炉座星系团(Fornax Cluster)中弹出的双星。Credits: NASA/CXC/南京大学/X. Jin et al. [rml_read_more] 大质量恒星在“命运的终点”会爆炸形成超新星(supernova),其内核在自身重力下坍缩,最终形成中子星(Neutron)。在某些条件下,这些产生中子星的巨大爆炸不是对称的。这种反冲效应(recoil effect)产生的力可以把它自己从星系中弹出去。新的钱德拉结果表明,有时伴星(companion star,双星系统中较小的那个)也会被迫一起离开星系。 “这就像一位客人被要求与一位吵闹的朋友一起离开派对,”来自加拿大麦吉尔大学、这项研究的负责人Xiangyu Jin说,“这种情况下,伴星被强行拖出星系只是因为它与变成超新星的恒星在同一质心的轨道上。” 天文学家是如何发现被驱逐的双星的呢?如果伴星离得足够近,来自它的物质将向密度更大的中子星旋转,并在中子星周围形成一个圆盘。来自中子星的强大引力使得该盘中的物质在接近中子星时旋转得更快,盘中的摩擦力将气态盘加热到数千万度。在如此高温下,物质盘会发出高能X射线。 Jin和她的合作者在天炉座星系团的综合研究(使用Chandra1999年至2015年间的数据)中发现了X射线双星(X-ray binaries)在星系外的信号。这个星团距离我们不算远,大约有6000万光年。 通过结合大型钱德拉数据集与光学观测数据,研究人员搜索了天炉座星系团中心约60万光年半径内的X射线源,最终发现了30对可能“被驱逐”的恒星。 “比起之前被束缚在某个星系中,这些恒星现在存在于星系之间,或是正在远离它们宿主星系,”来自中国南京大学的合著者Meicun Hou说道。 该团队还发现了另外150个X射线源,似乎位于星团内恒星的边界之外。然而,它们并非起源于被驱逐。一种可能性是它们形成于天炉座星系团中心星系的晕圈(halos)或更外圈的地方;第二种可能性是它们在附近星系飞越的过程中被其引力拉离星系,又或是星系碰撞时被剥离的恒星的残留。科学家认为这种相互作用在天炉座星系团这样的拥挤区域中相对普遍。 “这就像一个聚会结束时,宾客们各回各家,只留下了东道主,”来自南京大学的共同作者Zhenlin Zhu说,“就天炉座星系团而言,极端的情况是原始星系不存在了。” 钱德拉观测的总曝光时间为15天,使得该团队能够在其搜索区域发现1177个X射线源,其中覆盖了天炉座星系团中的29个星系。该团队估计了这些光源中有多少可能属于星系团,有多少是来自星系团之外的遥远地方。最终大约有180个源位于星团中星系的主要恒星区域之外。 “虽然我们对这些发现感到非常兴奋,但我们的数据表明,可能还有更多被流放的双星,它们在钱德拉数据中太微弱以至于我们察觉不到,”南京大学的合著者Zhiyuan Li说,“我们需要更长时间的钱德拉观测才能发现这些较为暗淡的光源。” 研究论文发表在2019年5月1日的《天体物理学杂志》上,网页版:https://arxiv.org/abs/1902.03733 有关更多钱德拉X射线天文台的更多图像、多媒体、和相关材料,请访问:http://www.nasa.gov/chandra