美國科學(xué)家利用“暗黑”相機(jī)為系外行星拍照
據(jù)美國太空網(wǎng)近日報(bào)道,美國科學(xué)家開發(fā)出一款名為“暗黑”(DARKNESS)(暗斑近紅外能量分辨超導(dǎo)分光光度計(jì))的相機(jī)。他們表示,這是迄今最先進(jìn)的相機(jī),其依靠極靈敏的超導(dǎo)探測器收集來自遙遠(yuǎn)世界的光線,可直接對附近恒星周圍的行星成像,在尋找另一個(gè)地球的偉大征程中“大展拳腳”。
相機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)圣巴巴拉分校物理學(xué)家本·馬金稱,目前的光學(xué)和近紅外望遠(yuǎn)鏡上使用的是配備半導(dǎo)體探測器的相機(jī),但半導(dǎo)體探測器有局限性,很難對光度微弱的物體——例如遙遠(yuǎn)的恒星及其附近行星成像,他希望基于超導(dǎo)探測器的“暗黑”相機(jī)可解決這一問題。 馬金解釋說:“當(dāng)一個(gè)能量超過1電子伏特的光子擊中一個(gè)半導(dǎo)體探測器時(shí),它會(huì)釋放出一個(gè)電子;而在超導(dǎo)探測器中,可釋放大約5000或10000個(gè)電子。由于可供測量的電子更多,超導(dǎo)探測器可完成半導(dǎo)體探測器無法做到的事情。”“暗黑”相機(jī)的新法寶——微波動(dòng)能電感探測器(MKIDs)可在只比絕對零度高一點(diǎn)的極低溫度下工作。由鉑硅化物制成的超導(dǎo)體類似電感器(將能量存儲(chǔ)于磁場中的電子部件),它與電容器(以電場形式存儲(chǔ)能量)結(jié)合,形成一個(gè)振蕩器(能探測處于一定頻率的信號(hào)的電路)。當(dāng)光子撞擊超導(dǎo)體時(shí),它會(huì)改變振蕩器的共振頻率,測量這種轉(zhuǎn)變,就可以確定光子何時(shí)到來以及它的能量。 由于擁有這種靈敏度,1萬像素的“暗黑”相機(jī)可通過探測附近恒星周圍行星反射的光線,對行星直接成像。 迄今為止,這款相機(jī)已在5米口徑的海爾(Hale)望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行了四輪測試,研究人員計(jì)劃今年年末在夏威夷一個(gè)8米口徑望遠(yuǎn)鏡上部署一款2萬像素的相機(jī)。馬金說:“我們希望8米口徑望遠(yuǎn)鏡與強(qiáng)大的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合,能搜尋到更多行星,并首次在反射光線中看到行星! 他也希望這一技術(shù)未來可用于30米口徑望遠(yuǎn)鏡上,讀取附近恒星周圍系外行星的反射光譜,并在這些天體的大氣中尋找生命的蛛絲馬跡。 |