
在回溯132億年前的時光之前,你的望遠鏡需要進行正確校準,以確保鏡中的天體亮度(以及距離)與實際觀測結果相符。天文學家有一些方法可以輔助校準,例如使用燈泡和遙遠的恆星。現在,一位天文學家提出了一個更簡單的校準方案:將一個燈泡送入太空。
無論是地面望遠鏡還是太空望遠鏡,大氣層都會增加一些不確定性,因為它會吸收部分光線,進而影響望遠鏡的測量結果。 (當然,軌道望遠鏡不會穿過大氣層進行觀測,但你無法在不考慮大氣層影響的情況下從地球上交叉驗證它們的校準結果。)
當你想獲得非常精確的數據時,你會想知道有多少光被吸收了。為了解決這個問題,加拿大維多利亞大學的賈斯汀·阿爾伯特提出將一個燈泡送入軌道。天文學家可以知道燈泡發出的光量,透過地面觀測,計算出有多少光被大氣層吸收,從而了解大氣吸收對深空觀測的影響。
阿爾伯特說,你可以用一個標準的25瓦燈泡,它的亮度相當於一顆12.5等星,雖然這顆星亮度很低,但大多數望遠鏡都能輕鬆觀測到。他表示,你需要考慮月光和地球反照光造成的額外亮度,但這可以透過將燈泡的一部分塗黑或進行一些簡單的計算來解決。
或者你可以使用可調諧雷射器,但這會更複雜,因為你需要移動它來照射每個需要校準的望遠鏡。實際上,CALIPSO 衛星上就搭載了這樣一台雷射器,它透過測量指向地球的綠色雷射光束的反射來研究雲層和氣溶膠。正如《技術評論》的 arXiv 部落格所指出的,阿爾伯特一直在拍攝雷射光束的照片來驗證他的理論。
在太空中使用燈泡並非異想天開——許多地球觀測衛星都攜帶鎢絲燈泡,就像你閱讀燈裡那種低效的燈泡一樣,用來幫助它們更準確地測量光線。哈伯太空望遠鏡也搭載了鎢絲燈泡和重氫燈泡。問題在於,它們的亮度會隨著溫度波動而變化,而且目前還沒有辦法透過將哈伯望遠鏡的燈泡亮度與地面觀測結果進行對比來驗證其測量結果。在太空中使用燈泡將有助於解決這個問題。
它對於測量宇宙膨脹可能至關重要。天文學家長期以來一直使用遙遠的造父變星作為“標準燭光”,因為它們的脈動頻率與其亮度密切相關。天文學家基本上可以透過測量恆星的脈動頻率來估算如果站在恆星旁邊看到的亮度。透過測量從地球上看到的實際亮度,就可以計算出它的距離。宇宙學研究依賴這些觀測結果。但本月發表的一項新研究表明,這些造父變星會損失質量,這會影響它們的亮度。天文學家需要在計算中修正這種影響。
《技術評論》指出,要更準確地測量這種現象,就需要更精確的校準。在軌道上放置一個燈泡可能是一種簡單的方法。阿爾伯特正與一些同事一起開發一種高空氣球,將燈泡送入高空,以便驗證他的理論。
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