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中国科学家尝试到月球背面探索宇宙“黎明时代”

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发布时间:2018-05-23  来源: 新华社客户端

龙江一号与龙江二号将开展超长波天文观测。(国家航天局视频截图)

  新华社北京5月22日电(记者喻菲)在宇宙大爆炸后的几千万年到一两亿年间,宇宙如何摆脱黑暗,点亮第一代恒星从而迎来“第一缕曙光”?中国科学家将尝试到月球的背面去寻找答案。

  5月21日清晨,中国从西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭发射了名为“鹊桥”的嫦娥四号中继星,同时升空的还包括两颗超长波天文观测微卫星:龙江一号和龙江二号,它们将组成编队环绕月球飞行,为探索宇宙的“黎明时代”奠定基础。

  中国科学院国家天文台宇宙暗物质暗能量团组首席研究员、星系宇宙学部副主任陈学雷介绍,宇宙大爆炸结束后进入“黑暗时代”,在万有引力作用下原初扰动逐渐增长形成第一代恒星和星系,宇宙进入“黎明时代”。

  陈学雷说,宇宙的“黎明时代”是科学界一个新的研究热点。宇宙的“黎明”具体是什么时候到来的?宇宙怎样迎来“曙光”?宇宙里的第一代恒星有多大?……很多问题科学家至今都还只有猜测,需要通过天文观测来帮助解答。

  “宇宙‘黎明时代’的中性氢可能产生波长为21厘米的吸收谱线,这就好比是黎明的朝霞,我们就是要通过超长波射电观测去寻找‘宇宙黎明’的这个特征。”陈学雷说。

  虽然美国、澳大利亚、印度等国的科学家在地面上开展了很多针对宇宙“黎明时代”的天文观测,但是都还没有得到确切的实验结果,而有的探测结果存在很大争议。

月球背面成为空间科学探测的理想之地。(国家航天局视频截图)

  陈学雷说,地球大气的电离层以及地球上产生的人工电磁干扰对探测有很大影响,所以这一观测最好到太空去开展。

  据介绍,射电观测(接收遥远天体发出的射电辐射)是研究天体(包括太阳、行星及太阳系外天体)的重要手段之一,但由于这些天体距离遥远,电磁信号十分微弱,在地球上,日常生产生活的电磁环境会对射电天文观测产生显著干扰。因此天文学家一直希望找到一片完全宁静的地区,监听来自宇宙深处的微弱电磁信号。

  对天文学家来说,月球背面是一片难得的宁静之地。月球屏蔽了来自地球的各种无线电干扰信号,因而可以监测到在地面和地球附近的太空无法分辨的电磁信号,将为研究恒星起源和星云演化提供重要资料,有望帮助科学家窥视宇宙“黑暗时代”和“黎明时代”的信息。

  美国在上世纪70年代发射过两颗观测超长波段的卫星,但由于当时的技术所限,并未获得良好的观测结果。“在这个波段上我们至今连一张好的天图都还没有。”陈学雷说。

  包括陈学雷在内的中国与荷兰科学家提出一项新的太空探测计划,发射一颗主星以及若干颗小卫星环绕月球飞行,当卫星绕到月球背面的时候,就可以把地球的干扰挡住,开展观测,而卫星绕到月球正面时,就把数据传送回地球。

中国科学家尝试到月球背面探测宇宙的“黎明”。(国家航天局视频截图)

  与嫦娥四号中继星“鹊桥”一同发射的龙江一号与龙江二号微卫星就是为这一计划开展技术验证的。这两颗微卫星由哈尔滨工业大学与中科院国家空间科学中心联合研制,陈学雷率领的科学团队负责数据分析。

  “探索‘宇宙黎明’是长远的目标,龙江一号、龙江二号还只是一个初步的实验,仪器自身的电磁干扰较大,观测时间也非常短,还具有局限性,但是它们可以为我们今后的探测计划奠定基础。”陈学雷说。

  他介绍,中国科学家已经开展了超长波天文观测阵列背景型号的研制,对一些关键技术开展攻关。

  据了解,嫦娥四号中继星上还搭载了荷兰研制的低频射电探测仪,而嫦娥四号着陆器上也将携带低频射电探测仪。它们将一同“聆听”来自宇宙更深处的“声音”。

编辑:熊瑛
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