NASA縮時視頻展示過去12年宇宙變遷

Daphane

來源:大紀元


廣域紅外線巡天探測衛星（WISE/NEOWISE）在地球軌道運行的示意圖。(NASA/JPL-Caltech)


【大紀元2022年11月02日訊】（大紀元記者林達編譯報導）天體物理學一般認為宇宙已有130億歲，因此12年在宇宙歷史中就只是一眨眼的功夫。但是美國宇航局（NASA）10月18日發布的一部縮時視頻卻顯示出過去12年中發生了多少巨大變化：恆星們亮度發生劇烈震盪，小行星們在太空中飛奔，黑洞們因吞噬氣體及塵埃而發出宇宙焰火。
NASA於2009年發射了「廣域紅外線巡天探測衛星」（WISE, Widefield Infrared Survey Explorer）。WISE發現了星團和數千顆矮行星，並幫助科學家發現了地球的特洛伊小行星等。當WISE在2011年用盡冷卻劑時，NASA將其置於休眠狀態。但它的一些紅外探測儀仍可有效運作。因此，2013年，NASA以NEOWISE（Near-Earth Object WISE, 即近地天體WISE）的形式重新啟動了這項任務。NEOWISE的主要目標之一是追蹤和描述2,000顆已知的小行星。


縮時攝影

NEOWISE通過廣角巡天來執行其任務。每六個月，NEOWISE即可完成一張夜空全景圖像。NASA將十多年來拍攝的18張全天圖像組合在一起，創造了夜空的縮時攝影，其中涵蓋了數億個天體。

「如果你走到室外觀看夜空，似乎一切照舊，但事實並非如此，」位於圖森市的亞利桑那大學（University of Arizona in Tucson）NEOWISE首席研究員艾米‧美因澤（Amy Mainzer）說，「星星燃燒爆炸此起彼伏、小行星呼嘯而行、黑洞在撕裂著恆星、宇宙一派繁忙景象。」


褐矮星


NEOWISE的一項重大科學貢獻是它大大增進了科學家對褐矮星的研究。褐矮星並不完全是恆星，而是正在成為恆星的亞恆星。但尚未聚集足夠的質量來引發氫聚變反應而升級為恆星。其個頭比恆星小，比最大的行星大，其質量從13到80個木星（Jupiter）不等。
天體物理學家推測褐矮星是存在的，但只有通過紅外觀測才能看見它們。儘管「2微米全天巡天」項目（2MASS）成功地找到了一些褐矮星，但從地球表面進行紅外天文學是很困難的。而現在我們發現了成千上萬個，這要歸功於WISE/NEOWISE這樣的太空紅外天文台。
天體物理學家對最涼的褐矮星很感興趣，因其彌合了恆星和行星之間的差距。這是光譜Y類褐矮星，發射的能量非常少。最涼的溫度略高於室溫。WISE在2011年發現了Y級褐矮星。
NASA最終將WISE和NEOWISE的數據合併到一個名為CATWISE的目錄中。2019年，科學家通過目錄搜索發現了CISEP J1935-1546，這是一顆更涼的褐矮星，估計溫度為攝氏-3度到87度之間。
公民科學家團體也在NEO/NEOWISE的褐矮星研究中發揮了作用。2020年，公民科學家幫助發現了兩顆最不尋常的褐矮星，叫做T型亞矮星。
同年，與NEOWISE合作的科學家們發現了迄今為止最奇怪的褐矮星，並給它起了個暱稱：「意外」，因其發現真的是一個意外。「意外」歲數很大了，年紀約有100到130億年——並且金屬豐度（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，以至於其金屬豐度反映的是早期宇宙而非現代宇宙。一代又一代的恆星創造了更重的元素，在數十億年間將其散布到太空中，因此宇宙中近期形成的物體具有更高的金屬豐度。
雖然「意外」是第一個被發現的，但可能不是最後一個。其中許多可能潛伏在黑暗中，甚至可能仍隱藏於NEOWISE數據中。
NEOWISE任務的持續時間比預期的要長得多。當NASA將其作為WISE發射時，認為它會持續兩年，直到冷卻劑用完。但在重新調整為NEOWISE後，任務已經持續了10年。甚至WISE的科學家也對任務的長度以及收集的數據量感到驚訝。
NASA噴氣推進實驗室的天文學家彼得‧艾森哈特（Peter Eisenhardt）說：「我們從未預期航天器會運行這麼長久，而且也無法預料能夠利用如此多的數據做科學研究。」。