新型“暗星”能否平息科學界的爭論_風聞

原創：牧夫天文

翻譯：雷豐圖

校對：牧夫天文校對組

編排：雷豐圖

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00041-4

1月6日，航天公司SpaceX再次發射了60枚通訊衞星，其中包括了一個特殊的乘客——塗有黑色塗層的“暗星”。這顆特殊的衞星是用來測試一項能夠降低衞星整體亮度的方案，進而減少對於地面宇宙觀測的干擾。

在接下來的時間裏，SpaceX還會繼續向軌道中發射24批“星鏈計劃”的衞星。預計在2020年中，環地軌道上將會運行着成千上萬顆人造衞星。這些衞星所帶來的明亮的光斑則會嚴重影響宇宙觀測。

 “星鏈計劃”類似的項目對地基望遠鏡的顯著影響以及如何解決，已經成為了天文學家們關注的焦點。這個問題也在1月8日的美國天文學會會議中被重點強調。

Credit：Victoria Girgis/Lowell Observatory

SpaceX衞星事務部副主席派特麗夏·庫珀也在該會議上表示:“SpaceX正在盡全力研發解決方案，並且‘星鏈計劃’將不會阻礙天文學界的任何研究。”

燦爛的星光

迄今為止，3批共計180顆“星鏈計劃”的衞星已經發射升空。從升空到熄滅發動機進入軌道的這段時間裏，它們是夜空中最明亮的物體。目前還無法總結“星鏈計劃”給科學家們帶來的全部影響，但如果這種暗色塗層能夠起效的話，這些衞星將不再會對天文觀測產生干擾。

綠點所標註的物體便是剛剛升空的暗星，隱形效果比其前輩們有顯著的提高。

Credit: Spacenews

在第一批60顆衞星升空的時候，望遠鏡就捕捉到了它們發射時的尾跡。“它們的亮度令人震驚，”密歇根大學安妮堡分校的天文學家帕特里克·塞茨爾説道，“整個‘星座’的亮度瞬間超過了99%的其它軌道衞星，這也是為什麼天文學家們會如此憂慮。”

幾種因素共同造就瞭如此不可思議的亮度。SpaceX稱衞星上的太陽能板可能是其中的一大原因；在進入軌道前，衞星需要將其太陽能板水平展開以減少阻力。這種暫時的展開方式比往常反射了更多太陽光。而望遠鏡在觀測時，衞星在其視野內積攢的光度會隨着時間的增加而積累，從而形成巨量的光污染。

美國國家科學基金會天文主管拉爾夫·高梅道出了問題：“值得一提的是，目前還沒有針對人造衞星亮度的規定。” 

攝影師捕捉到衞星進入軌道時明亮的軌跡

Credit：BBC

Twilight zone

曙光領域

計算表明，“星鏈計劃”衞星所留下來的軌跡將對黎明和傍晚的天文觀測造成顯著干擾。這對於搜索近地小行星等需要在黃昏條件下觀測的項目有着致命的影響。不僅如此，由於夏天的夜晚較為短暫，宇宙觀測也有可能會被這些軌跡所影響。

這對於2022年開始工作的魯賓天文台來説是個壞消息。魯賓天文台每隔三天都會對整個夜空進行拍攝，持續十年。

薇拉·C·魯賓天文台是美國第一個以女性科學家命名的國際天文台。該天文台預計於2022年投入使用。薇拉·魯賓曾對暗物質研究做出了卓越的貢獻。由於該天文台的建成目的正是探索暗物質與暗能量，故使用了這位偉大卻命途多舛的科學家的名字。

Credit：LSST

以首席科學家泰森為首的團隊目前正着手於能夠自動修補尾跡的軟件。他表示：“然而我們不得不面對在移除尾跡的過程中，其所遮擋的部分可能含有我們想要的信息，進而造成觀測誤差。”

當然，天文學家們可以通過計算衞星出現在視野裏的時間和地點，從而在那段時間內進行其它區域的觀測。避開1000個衞星是可行的，但是當10000個衞星同時運行時，望遠鏡就無法在短時間內做出如此多的調整了。

這就使得暗色塗料成為主流解決方案。庫珀稱“暗星”上的塗料能夠使得光線擴散性地反射出去，從而使衞星整體幾乎隱形於普通的夜空中。但是，這種塗料的衞星依舊能被高精度的天文望遠鏡察覺到。

正如哈佛大學天文學家喬納森·麥克道爾所説的“這仍會是天文學中的一大難題。”

星鏈計劃密集的覆蓋率使望遠鏡視野受到了極大的限制。

Credit：Universe Today

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漩渦星系NGC 4455，坐落於后髮座北端（頭髮處）。該星座的英文名 Coma Berenices十分奇怪，因為它是以埃及女王貝蕾妮斯二世命名的。該星座也是唯一一個以古人命名的現代發現的星座。

Credit：NASA