为改进天文测量,科学家们希望将一个灯泡发射到太空

在你能够回溯132亿年前的时间之前,你的望远镜需要经过正确校准,这样你才能确信镜子里的物体确实和它们看起来一样明亮(因此也一样遥远)。天文学家有一些技巧来帮助他们做到这一点,包括使用灯泡和遥远的恒星。现在,一位天文学家提出了一个简单的校准解决方案:在太空中放置一个灯泡

无论是地基还是天基望远镜,大气都会增加一些不确定性,因为它会吸收部分光线并影响望远镜的测量。(当然,轨道望远镜不会透过大气层观测,但如果没有大气层的影响,你就无法从地球上交叉验证它们的校准结果)。

当你想要获得非常精确的数据时,你需要知道有多少光被吸收了。为了解决这个问题,加拿大维多利亚大学的Justin Albert提出将一个灯泡放入轨道。天文学家将知道灯泡发出多少光,并通过从地面研究它,他们可以计算出有多少光被大气吸收,从而了解它如何影响他们的深空研究。

Albert说,你可以使用一个标准的25瓦灯泡,它的亮度相当于一个12.5等星,这是一个相当暗淡的天体,但大多数望远镜都可以轻松识别。他说,你必须考虑来自月光和地球反射光带来的额外亮度,但这可以通过将灯泡的一部分涂黑或进行一些基本计算来解决。

或者你也可以使用可调谐激光器,但这会更复杂,因为你必须移动它来对准你想要校准的每一个望远镜。CALIPSO卫星上就有一个这样的激光器,它通过测量指向地球的绿色激光束的反射来研究云层和气溶胶。正如Technology Review的arXiv博客指出的那样,Albert一直在拍摄激光灯来证明他的理论。

太空中的灯泡并非一个奇怪的想法——许多对地观测卫星都携带钨丝灯泡,就像你阅读灯里的那种能源效率低的灯泡一样,以帮助它们正确测量光线。哈勃太空望远镜上就载有钨丝灯泡和重氢灯泡。问题在于它们的亮度会随着温度波动而变化,而且无法通过将灯泡与地面观测进行比较来交叉验证哈勃的结果。太空中的灯泡将有助于解决这个问题。

这可能对于测量宇宙膨胀最为重要。天文学家长期以来一直使用遥远的造父变星作为“标准烛光”,因为它们以一种与其亮度相关的节拍进行脉动。天文学家可以基本上测量恒星的脉冲,并计算出如果他们站在恒星旁边,它会看起来有多亮。通过测量它从地球上看起来有多亮,你就可以算出它有多远。宇宙学研究依赖于这些观测。但本月发表的一项新研究表明,这些造父变星会损失质量,这会影响它们的亮度。天文学家需要在计算中修正这种效应。

Tech Review指出,对这一现象进行更精确的测量需要更好的校准。轨道上的灯泡可以是一种简单的方法来做到这一点。Albert正与一些同事一起开发一个高空气球,携带一个灯泡升空,以便他能够研究他的理论。

Technology Review

 

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丽贝卡·博伊尔是一位屡获殊荣的自由撰稿人,她撰写关于天文学、人畜共患病以及介于两者之间的各种主题的文章。她是《大西洋月刊》的特约撰稿人,她的作品经常出现在《大众科学》、《新科学家》、《FiveThirtyEight》、《连线》以及许多其他面向成人和儿童的出版物上。丽贝卡在科罗拉多州长大,离太空更近一英里,现在住在圣路易斯,靠近大陆两条最强大的河流的交汇处。

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