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首张500千兆赫天文干涉图合成 或揭物质进化史

http://www.kexue.com 2013-09-05 09:19:13 科技日报  发表评论


日本合成的首张500千兆赫天文干涉图

  阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列(ALMA)打开了人们观察宇宙的新视野。据物理学家组织网9月2日报道,最近,日本天文学家成功合成了围绕着行星状星云NGC6302的碳原子分布图,这也是第一张由射电干涉望远镜拍摄的500GHz(千兆赫)频带高分辨率天文图像。这次观测是对ALMA第8频带接收器进行测试,这部分望远镜由日本国家天文台(NAOJ)建造。

  NGC 6302是一个行星状星云。行星状星云是恒星走向死亡的最后阶段,NGC6302中心恒星质量超过太阳许多倍,向两边喷出了双极形状的气体。ALMA第8频带接收器正瞄准星云的中心,显示出碳原子的分布集中在中心一小片区域,与围绕中心恒星的灰尘和气盘很相似。

  ALMA有10个接收器频带,覆盖了广泛的频率范围。所有天线为每个频带都装备了精密的接收器。日本国家天文台承担了第4(接收频率为125—163GHz,毫米波)、第8(385—500GHz,亚毫米波)和第10(787—950GHz,太赫兹波)频带建设。

  第8频带接收器能观察到许多分子、原子的无线电波谱,如碳原子波谱492GHz。研究人员解释说,根据温度和密度,宇宙气体可以分为三类:等离子云(粒子数密度:0.01/立方厘米,几百万摄氏度)、原子云(10/立方厘米,-160摄氏度)和分子云(10000/立方厘米,-260摄氏度)。原子云密度增加会变成分子云,分子云密度增加会变成恒星“温床”。反过来,如果受到高强度紫外线照射,构成分子云的分子也会分散变成原子。详细研究原子云和分子云的分布,有助于我们理解宇宙气体的演化。观察碳原子对研究原子云的分布与特征,探索宇宙化学成分至关重要,因为许多复杂分子都是通过碳原子和氢、氧等其他原子的化学反应形成。

  此前对500GHz频带的观察,包括对宇宙中碳原子无线电谱线的观察是由单碟射电望远镜来完成,分辨率一般在15角秒或更大(1角秒=1/3600度)。而ALMA分辨率大大提高,第8频带接收器由5个7米天线组成,每个分辨率达到3.5角秒,而所有的ALMA天线组合在一起,分辨率可再提高400倍。

  进一步观察还将更详细地揭示星云的化学环境,研究人员希望ALMA观察台能揭示星际物质的进化过程。

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