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领先中国?美国宇航局研究在月球背面安装射电望远镜探测系外行星

近地轨道 | 感谢投递 2021-07-20 423

在地球上做射电天文研究很难,而且一天比一天难。人类每天面对无线电技术的依赖,意味着无线电干扰是一个持续性的挑战,即使在偏远地区也是如此。对于某些波长,甚至地球大气层也是一个问题,它会吸收或散射无线电波,因此地球望远镜无法很好地观察这些波长。

为了克服这些挑战,天文学家近来提议在月球背面安装射电望远镜的设想。由于没有大气吸收,月球提供了射电望远镜观测宇宙的完美视野。同时,月球背面也屏蔽了来自地球的所有无线电信号。

如果人类可以在月球陨石坑中建造一个射电望远镜,类似于在自然山谷中建造FAST的方式,那么我们将拥有有史以来最灵敏的射电望远镜。它非常敏感,我们可以用它来发现系外行星。

我们对系外行星的了解大部分来自可见光,通常是当系外行星从我们的有利位置从其恒星前方经过时。系外行星在红外线下也可能很亮,因此我们直接观察到的系外行星在红外线下可见。但有时系外行星可以发出射电光。例如,木星因其强大的磁场和强烈的极光而在无线电中非常明亮。一些大型系外行星和棕矮星有足够强的极光,我们可以看到它们从地球发出的无线电光。

地球大小的系外行星的射电波长可能不够亮,无法从地球上看到,但是从月球射电望远镜可以看到它们吗?这个问题的答案最近发表在《天体物理学杂志》上。在这项研究中,该团队模拟了行星磁层对其发出的无线电光的影响,特别是在行星恒星活动期间产生的极光。

研究团队发现,虽然可见光极光倾向于聚集在行星的磁极,但射电极光发生在离磁极更远的地方,并且分布更广。无线电极光发生在地球上,但我们看不到它们,因为地球的电离层吸收了光。我们的电离层也会阻挡来自类地系外行星的任何无线电极光。但是月球天文台将能够看到这些射电极光,即使它来自地球的阴暗面。

基于这项研究的模拟,磁层的强度和稳定性可以从月球无线电观测中确定。这对于位于恒星潜在宜居带的系外行星尤其重要。地球是生命的避风港,因为它拥有丰富的大气层,这是其强磁层的直接结果。通过研究系外行星的磁层,我们可以了解它们是否也有丰富的大气层。

美国宇航局目前正在研究如何在月球上建造射电望远镜。如果它在未来几十年建成,我们可能最终会看到遥远地球的极光。


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