甚大望远镜( 二 )


甚大望远镜

文章插图
VLT望远镜结构示意图该望远镜安装在智利安托法加斯塔以南130km的帕瑞纳天文台,海拔高度2632m,气候乾燥,为沙漠类型裸岩地貌,一年中晴夜数多达340个,视宁度达到0.5″,十分有利于天文观测 。VLT圆顶用了製冷设备,白天圆顶内一直製冷到晚上预计的观测时夜间外界温度,观测时可很快达到望远镜周围与外界温度一致,保持良好圆顶视宁度 。主镜周围有八台小风扇,必要时贴向镜面吹风而改善镜面视宁度 。所有电控柜内均有製冷剂将发出的热量带走 。VLT的特点首先,VLT的适应性强,它的四架子望远镜,既可单独使用,又可以多种方式组合起来使用;第二,VLT共配备了11种照相机,包括从近紫外到中红外的各个波段,它的观测计画是雄心勃勃的;第三,也是最重要的一点,它的四架子望远镜可以作为光学干涉仪来工作 。当它作为干涉仪工作时,它的聚光能力相当于一架口径16米的望远镜,比海尔望远镜高10倍,比凯克望远镜高2.5倍 。而它的角解析度可达0.0005角秒,比哈勃空间望远镜高50倍,这意味着可以分辨距其64万千米的一辆小轿车的两个前车灯 。为了能够得到如此高的解析度,欧南台为VLT建造了三架口径1.8米的辅助望远镜 。辅助望远镜可以安置在附近不同的地方,增加干涉仪基线的数目,达到提高解析度的目的 。
甚大望远镜

文章插图
甚大望远镜的主镜欧南台20世纪50年代,欧洲的天文学家对于当时刚建好的美国帕洛马山口径5.08米的海尔望远镜感触极深 。1954年,欧洲的物理学家联合起来建立了欧洲粒子物理实验室,这个实验室使得欧洲的研究者能联合起来建造强大的粒子加速器 。这一事实给欧洲的天文学家很大的启发,他们很自然地想到也应该联合起来去推动未来的大型望远镜计画 。着名的荷兰天文学J.H.奥尔特和德国天文学家W.巴德努力倡导这一想法 。经过将近十年的外交探讨之后,五个欧洲国家,比利时、法国、德国、荷兰和瑞典终于达成了共识 。1962年10月5日,由这五个国家联合组建的欧洲南方天文台(简称欧南台)终于宣告成立了 。之所以叫做欧洲南方天文台,是因为欧洲的天文学家注意到人类对南天天体知识的不足,他们渴望在南半球建立一个拥有强大仪器的天文台以促进和组织南天的天文学观测 。后来又有丹麦、义大利和瑞士先后加入了欧南台,使欧南台的成员国达到了八个 。而英国因在南半球已有澳大利亚和南非的观测基地则不再参加欧南台的活动 。早在欧南台还未宣告成立时,即从1955年起,参与欧南台筹建的天文学家就曾进行了选择最佳台址的工作 。他们曾经派人到非洲的卡拉哈迪大沙漠作过考察,但没有找到十分理想的台址 。60年代初期,美国的考察队告诉他们在南美的智利可以找到更好的台址 。于是,1964年4月,欧南台的科学家们又考察了智利 。这回,他们选择了圣地亚哥以北约600千米的阿塔卡马沙漠中的拉西亚山(西班牙语鞍状山之意) 。这座山海拔2400米,山顶上的气象条件很适合天文观测,令欧南台的天文学家非常满意 。经过很长时间的征地谈判,欧南台终于从智利政府那里购到了一块以拉西亚山为中心的800平方千米的土地 。从此,欧南台的这个台址成为全世界最大的一块“飞地”(在某国境内的外国领地) 。1969年3月25日,在拉西亚山上举行了正式的剪彩仪式,从此以后,几乎每年都有新的仪器设备在这里安家落户 。例如,1976年安装了欧南台盼望已久的最大设备——3.6米口径反射望远镜;1980年又为它配备了一架1.4米口径辅助望远镜;1984年,西德的2.2米口径望远镜运抵这里;1987年,瑞典的15米口径亚毫米波射电望远镜使得拉西亚山上的望远镜总数达到了14台;1989年,一台3.5米口径新技术望远镜又打破了这一纪录 。欧南台的研究领域涉及恆星、星系、星际物质、星系团和类星体等许多方面,拉西亚山也因此成为几乎可与夏威夷莫纳克亚山媲美的又一观测圣地 。欧南台的总部设在慕尼黑北郊的加兴,这是德国政府送给欧南台的一份厚礼,欧南台的技术和行政部分都集中在这儿 。欧洲和世界各地的许多天文学家经常在这里会晤,讨论问题 。令人兴奋的是,1987年7月,欧南台在加兴与拉西亚山之间建立起来一条永久的卫星通信线路 。这条卫星线路使得天文学家在加兴的办公室里就能控制拉西亚山上的望远镜的指向,利用电视看到望远镜视场内的图像,也能控制望远镜的终端设备,如在底片曝光过程中的导星(大型天文望远镜上都附有一个小望远镜,在大望远镜跟蹤拍摄天体照片的过程中,小望远镜通过目镜随时监视跟蹤情况,纠正偏差,保证跟蹤的精度,简称导星),接收光谱的数字记录信息或CCD图像 。计算机中的图像处理软体能够及时处理观测到的数据,这样观测者就能随时知道观测的质量以便及时採取相应措施 。至此,天文学家可以不需远涉重洋地跑到拉西亚山上,坐在加兴的办公室里就可以进行观测了,所以他们的观测时间可以有长有短;另外,对于同时提出的几种观测项目,可以挑选出最适合当晚观测条件的有利项目来进行观测,这不仅给观测者带来极大的方便,而且能更有效地使用望远镜 。VLT观测成就猎户座星云观测欧洲南方天文台的甚大望远镜( VLT)日前对猎户座星云的中心展开了迄今为止最为深入的观测 。有关研究成果挑战了此前被广泛接受的对猎户座星云的形成及历史的认识 。猎户座是赤道带星座之一,非常着名的猎户座大星云就位于其中,跨度约 24 光年,是正在产生新恆星的一个庞大气体尘埃云 。这些恆星形成区中包含大量氢原子气体、年轻的炽热恆星、原行星盘以及以高速扫过物质的恆星喷流,而猎户座星云亮度很高,甚至在地球上肉眼可见,一直以来,其理想的相对距离和观测条件为人们提供了探索恆星形成理论的重要条件 。此次,智利和德国的天文学家们利用欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜,对猎户座大星云展开了最为全面也最为深刻的一次剖析 。望远镜配备的强大HAWK-I 红外仪,不仅为人们呈现了壮观美丽的图片,还揭示了是以往所知的十倍数量的褐矮星及独立的具有行星质量的天体 。褐矮星的构成类似恆星,但因质量不够大没能点燃聚变反应 。虽然被叫做“失败的恆星”,但研究人员表示,发现这种低质量星体的存在本身就是一件令人兴奋的事,因为它们存在的形式正取决于其所处的环境,这对天文学家来说就是“意想不到的财富”,可以帮助更好地洞察恆星形成的历史 。测定最大黄特超巨星欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜干涉仪(VLTI)揭示了最大的黄特超巨星的秘密——它现已位居十大体积最大恆星之列 。根据VLTI的测定,它的直径超过太阳1300倍,是双星系统的主星 。观测持续了六年以上,部分数据来自天文爱好者,都显示这对罕见而非凡的天体处于迅猛变化中,正处于其生命中极为短暂的 (快速演化)阶段 。藉助ESO的 甚大望远镜干涉仪(VLTI),由法国尼斯蔚蓝海岸天文台的 Olivier Chesneau带领的国际合作团队,发现黄特超巨星 HR 5171A极为庞大——直径超过1300个太阳,远超预期 。这使得它成为已知最大的 黄超巨星 ,并足以位列十大体积最大恆星之列——比着名的红超巨星参宿四(猎户座α)直径大了约50%,亮度约为太阳的一百万倍 。