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天馬望遠鏡再次助攻科學家,上海的大科學裝置們很忙-夢之網科技

夢之網科技?2019-10-12?文章動態?

繼黑洞照片之后,天馬望遠鏡又進入公眾視野。

這次,它“助攻”北京大學科研團隊在星際碳鏈分子研究領域取得新進展。這不僅是兩地科研團隊的相互配合,更有著上海加快構建創新策源地的深意。

“來自國內各地天文臺以及大學等20多家單位的50多名科學家,已利用天馬開展過觀測。”天馬望遠鏡副總工程師李斌介紹。

不只天馬望遠鏡,一大批大科學裝置已扎根上海。以上海光源為例,其所支撐的學科多達十幾個,所支持的研究領域可以從基礎科學到應用科學,甚至對產業技術的進步也有推動作用。未來,上海光源將會是一個“繁忙”的研究基地,國內外頂尖的科研工作者也將來到這里。

上海建設具有全球影響力的科創中心的藍圖正越來越清晰。

新發現

借助天馬望遠鏡,北京科學家取得新突破。

天馬望遠鏡再次助攻科學家,上海的大科學裝置們很忙-夢之網科技

天馬望遠鏡。 上海天文臺 資料圖

10月12日,澎湃新聞()記者從中國科學院上海天文臺獲悉,北京大學物理學院天文系教授吳月芳領導的研究團組,利用中國科學院上海天文臺天馬望遠鏡和紫金山天文臺青海觀測站13.7米毫米波望遠鏡,發現在3個有更長的恒星形成歷史的源(IRAS20582+7724, 1221和L1251A)中,含氮分子不再豐富,含硫分子輻射不僅沒有減弱反而增加了,這是前所未有的結果。

此前的ECCC(早期碳鏈化學; Early Carbon-Chain Chemistry)和WCCC(溫碳鏈化學;Warm Carbon-Chain Chemistry)化學模型均無法解釋這一現測事實。

大多數有機化合物中,碳原子彼此連接形成長鏈結構,是星際分子中的重要成分。那么,碳鏈分子到底是如何形成的?它又存在于哪些區域呢?

碳鏈分子最早于1971年在人馬座B2中被發現,后來多在早期冷暗分子云核中探測到。金牛座堪稱是銀河系中碳鏈分子的“聚產區”,特別是金牛座中的TMC-1云核。在這些早期冷暗分子云核中,有豐富的碳原子和碳離子為碳鏈分子形成提供原材料,這種形成機制稱作早期碳鏈化學(ECCC)。

另一種碳鏈分子形成的機制稱作溫碳鏈化學(WCCC)。對于有恒星形成的分子云核,由于恒星形成活動,星際塵埃被加熱到約30開爾文,甲烷從塵埃表面蒸發出來,在氣體狀態下反應生成碳氫化學物粒子,再生成碳鏈分子。通常來說,這種機制所形成的碳鏈分子中,含硫分子較少甚至探測不到,但含有較多的含氮分子。

那么在恒星形成活動更加后期的區域中,含氮分子是否還豐富呢?含硫分子是否會完全消失?除此之外,銀河系里會不會還有別的“聚產區”?

根據觀測結果,吳月芳研究團組提出了“激波激發碳鏈化學(SCCC; Shocked Carbon-Chain Chemistry)機制,因為劇烈的恒星活動提供了含硫碳鏈分子形成的原材料。這個機制已經得到氣體-塵埃兩相化學模型的支持。

在豺狼座I(Lupus I)區域,該研究團組新證認了4個早期碳鏈分子產區,其中有1個和金牛座中的聚產區TMC-1云核類似,另外3個的輻射均很強。這說明豺狼座I區域也是銀河系中的碳鏈分子“聚產區”。

以上結果已發表在國際核心天文學期刊《皇家天文學會月刊》上。

大科學裝置背后

事實上,這并非天馬望遠鏡首次幫助國內外科學家取得突破,澎湃新聞記者從中科院上海天文臺獲悉,2014年開始,天馬望遠鏡對國內研究人員開放。

其中最為公眾熟知的可能要數“黑洞照片”。2019年4月10日,全球首張黑洞M87影像對外公布,天馬望遠鏡參與了其中部分協同觀測任務,觀測參數作為重要參考,寫入了當期刊發在《天體物理學雜志通訊》的六篇論文當中。

在此之前,天馬望遠鏡已經幫助中國在月球和深空探測器測軌領域實現多個突破,作為主力測站,為嫦娥三號和四號的成功做出了突出貢獻。

2018年12月,嫦娥四號月球探測器在西昌衛星發射中心發射升空,天馬望遠鏡承擔了它的中繼衛星“鵲橋”的天線在軌指向標定工作。

嫦娥四號VLBI測軌分系統總指揮洪曉瑜介紹,從天馬望遠鏡接收數據,到位于佘山科技園的指揮中心處理、計算結果,只需不到1分鐘,這比早年嫦娥一號、二號時的速率提升了十多倍。

今后數年內,天馬望遠鏡將繼續服務嫦娥五號、火星探測器、探月四期(中國的月球極區探測計劃)、小行星探測等的測定軌任務。

這類大型射電望遠鏡,是深空探測器導航和天文學研究等領域的關鍵基礎設施,代表著一個國家的綜合創新能力,中國為此做了長久的努力。

文章關鍵詞
望遠鏡
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