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西北大学 | 看着遥远的世界围绕着它们的太阳跳舞
指南者留学 2023-02-01 21:38:45
阅读量:1279

2008年,HR8799是第一个被直接成像的太阳系外行星系统。现在,这个著名的星系出现在了自己的视频中。

 

利用过去12年收集的观测数据,西北大学天体物理学家Jason Wang制作了一段令人惊叹的延时视频,视频中四颗行星围绕着它们的恒星运行,每一颗行星的质量都比木星大。这段视频为观众提供了前所未有的行星运动一瞥。

 

“通常很难看到轨道上的行星。”王说。“例如,木星或火星围绕太阳运行并不明显,因为我们生活在同一个系统中,没有自上而下的视角。天文事件要么发生得太快,要么发生得太慢,无法在电影中捕捉到。但是这个视频显示了行星以人类的时间尺度运行。我希望它能让人们享受到奇妙的东西。”

 

作为系外行星成像方面的专家,王是西北大学温伯格艺术与科学学院的物理学和天文学助理教授,也是天体物理学跨学科探索与研究中心(CIERA)的成员。

 

12年


时间长度反映在新的延时视频


HR8799是一颗距离地球133.3光年的紧凑恒星,位于飞马座。虽然这看起来遥不可及,但HR8799被认为是在我们的“太阳邻居”之内。与太阳相比,HR8799的质量是太阳的1.5倍,亮度大约是太阳的5倍。它也年轻得多。在大约3000万年的时候,恐龙灭绝后,这个系统形成了。

 

2008年11月,HR8799创造了历史,成为第一个有行星直接成像的星系。王立刻就被这个系统迷住了,从那时起就一直在观察它。他和他的同事每年都申请在夏威夷莫纳克亚山顶的W. M.凯克天文台(W. M. Keck Observatory)进行观测。

 

经过七年的观察,王把成像数据放在一起,制作了他的第一个系统延时视频。现在,有了12年的成像数据,王发布了更新的视频,在4.5秒的时间间隔内展示了整个时间段。

 

“天文事件要么发生得太快,要么发生得太慢,无法在电影中捕捉到。但是这个视频显示了行星以人类的时间尺度运行。我希望它能让人们享受一些奇妙的东西。”——Jason Wang,天体物理学家

 

“在延时视频中观看轨道系统并不能获得任何科学上的收获,但它有助于其他人欣赏我们正在研究的东西。”王说。“很难用语言来解释科学的细微差别。但用行动展示科学有助于其他人理解它的重要性。”

 

为了制作这段视频,王使用了一种叫做“自适应光学”的技术来纠正由地球大气层引起的图像模糊。他还使用了专门的仪器,称为“日冕仪”,以及处理算法来抑制来自系统中心恒星的眩光。(这就是为什么视频中间有一个黑圈。如果没有这一点,眩光就会太强烈,以至于看不到围绕它旋转的行星。)最后,王用一种视频处理的形式来填补数据空白,平滑行星的运动。否则,行星就会在太空中跳跃,而不是平稳地绕轨道运行。

 

最终的结果显示,四个微弱的点围绕着它们的中心恒星航行。虽然它们看起来像萤火虫,但实际上是巨大的气体巨星。王把它们比作木星、土星、海王星和天王星的“放大版”。离恒星最近的行星转一圈大约需要45个地球年。另一方面,最远的行星要花近500年才能走完这条路。

 

对王来说,通过视频探索太空是他工作中最棒的部分。接下来,王和他的合作者正在研究这颗恒星及其行星发出的光,以便更好地了解它们的组成成分。

 

“在天体物理学中,大部分时间我们都在做数据分析或测试假设。”他说。“但这正是科学的乐趣所在。它让人敬畏。”

 

注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。

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