世界上形形色色的“奇葩”小望遠鏡（2）_風聞

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1、蜻蜓望遠鏡頭陣列：

48台口徑14釐米的望遠鏡頭

蜻蜓望遠鏡頭陣列（The Dragonfly Telephoto Array），是由美國耶魯大學和加拿大多倫多大學等單位的天文學家設計的一台新穎特殊的望遠鏡，共由2組各有24台（即共有48台）佳能400mm f/2.8 II長焦鏡頭改造組成的折射多透鏡陣列，專門用於對較大的且表面亮度極低的天體進行光學波段圖像觀測。

低表面亮度的超彌散星系NGC 1052-DF2

圖片來源：https://s22380.pcdn.co/wp-content/uploads/NGC_1052_UDG_480px.png

顧名思義，低表面亮度天體的特點就是表面亮度低，甚至低於天光背景，因此如果想要觀測它們，除了加長曝光時間外，還要考慮天光背景的扣除。傳統的反射式望遠鏡容易受亮星造成的散射光的影響，因此很難觀測到超低表面亮度星系。

而蜻蜓陣列這樣的小型折射式望遠鏡則能很好地抑制散射光的影響，觀測到這些闇弱的天體。蜻蜓陣列使用的是佳能400mm遠攝長焦鏡頭，每個鏡頭都採用了基於仿生學原理的亞波長結構納米鍍膜技術，能有效抑制散射光。

此外，蜻蜓陣列通過多個鏡頭同時成像，類似於蜻蜓複眼結構，可進一步減少不必要的雜光影響，這也是該陣列取名為“蜻蜓”的原因。再結合蜻蜓陣列的快速光學和大視場（每個鏡頭都配備有大視場即覆蓋約5平方度的探測器），使得該陣列能非常有效地探測超低表面亮度星系。

蜻蜓陣列2013年開始運行，早期僅有3個鏡頭，經過不斷的更新，到2016年時，增加到目前的48個。48個鏡頭組成的蜻蜓望遠鏡頭陣列在光學上等價於焦比為f/0.4的口徑1.0米的折射望遠鏡，因此它也可以稱之為目前最大最敏感的透鏡陣望遠鏡。

獨特的設計使得蜻蜓陣列在觀測超低表面亮度星系方面有着得天獨厚的優勢，目前蜻蜓陣列仍在持續不斷地搜尋和觀測這類闇弱星系，已找到二十多個低表面亮度的彌散星系。越來越多的低表面亮度星系的發現，有助於研究這類星系的形成，並進一步加深對暗物質性質及分佈等的研究和理解。

蜻蜓望遠鏡頭陣列兩組中的一組

圖片來源：https://www.dragonflytelescope.org/uploads/1/2/0/1/120152565/nms-july17-21_orig.jpg

2、TESS衞星：

4台口徑10釐米的空間望遠鏡

TESS衞星（The Transiting Exoplanet Survey Satellite）是由美國麻省理工學院領頭研發的、通過凌星法進行系外行星巡天觀測的衞星。TESS衞星2018年4月18日發射升空，由4個相同的有效口徑10釐米且視場為24度×24度的小望遠鏡組成，因此可以一次監測24度×96度的天區，每個天區連續監測27天，此外對於特定目標以每2分鐘一次的高頻進行監測。

TESS衞星

圖片來源：https://tess.mit.edu/

作為系外行星探測任務之一，TESS接棒Kepler任務，同樣也是採用“凌星法”來搜尋系外行星。Kepler是目前最成功的太陽系外行星搜尋項目，它將人類發現的太陽系外行星數量提高了一個數量級。但Kepler只指向天鵝座中一塊很小的特定天區，位於南半球的大望遠鏡鞭長莫及，且獲得的候選體多數偏暗，不適合北半球中小口徑地基望遠鏡開展更進一步的後隨觀測研究。

TESS則用4台小望遠鏡同時掃描，相當於4只“眼睛”巡視全天，將在2年的任務期內完成對全天20萬顆亮星進行高頻的光變觀測，並第一時間免費發佈大量太陽系外行星候選體，位於全球的中小口徑望遠鏡都將找到用武之地，加入這場捕撈太陽系外行星的狂歡。

凌星法發現系外行星

圖片來源：https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/transiting-exoplanet-with-brightness-graph-anim.gif

TESS預計將發現幾十顆地球大小的太陽系外行星和多達500顆小於兩倍地球大小的行星。除了地球尺度的行星，TESS還有望發現約20000顆其他太陽系外行星。

值得一提的是，TESS的觀測目標大部分距離地球比較近，若真能發現適宜居住的另外一顆地球，也將比Kepler發現的地球2.0離地球更近，未來可進一步探測或利用的幾率也更高些，太陽系外行星的研究正進入一個振奮人心的新時代。

這些小身材望遠鏡

是天文學家們的“眼睛”

未來，希望它們可以發揮更大能量

幫助我們瞭解宇宙！

參考文獻：

[1] Wei J., Cordier B. et al., The Deep and Transient Universe in the SVOM Era: New Challenges and Opportunities - Scientific prospects of the SVOM mission, 2016arXiv161006892W;

[2] http://www.gwac.top/

[3] https://svom.cnes.fr/en/SVOM/GP_segment_sol.htm

[4] http://www.astronomy.ohio-state.edu/~assassin/index.shtml

[5] Kochanek C. S., Shappee B. J. et al., The All-Sky Automated Survey for Supernovae (ASAS-SN) Light Curve Server v1.0, 2017, PASP, 129, 104502

[6] https://www.dragonflytelescope.org/

[7] https://tess.mit.edu/

[8] https://exoplanets.nasa.gov/tess/

作者簡介

任娟娟，國家天文台副研究員。主要從事恆星物理研究。

王匯娟，國家天文台星雲計劃研究員。主要從事恆星物理研究。