據(jù)國外媒體報道,德國的科學家日前稱,他們計劃向太空中發(fā)射迄今為止單位能量強度最高、脈沖最短的激光束,這些激光束的單位平均能量強度是一般激光的100到1000倍,可以幫助科學家們在宇宙中尋找更多的類地新行星。
德國科學家表示,這個一角銀幣大小的新型激光每秒可發(fā)射100億次脈沖,每次持續(xù)時間約為40千萬億分之一秒,平均能量為650毫瓦,相比較而言,其頻率比美國國家標準與技術(shù)研究院的標準頻率梳快10倍,并且產(chǎn)生的脈沖比其它同等速度運行的激光產(chǎn)生的脈沖更短。與典型的高速激光相比,新激光的能量強度是它們的100到1000倍,且實驗中產(chǎn)生的信號更加純凈。該激光建于康斯坦茨大學的應用光子學中心,建造者是阿爾布勒奇-巴特斯。這個新激光的用途非常廣泛,科學家們可以用它來搜尋繞行遙遠恒星的類地行星。長期以來,天文學家們一直在尋找星光顏色中的細微變化,因為這是證明存在繞行恒星的行星的重要線索。當繞軌道運行的行星前后拉動恒星時,恒星運動時產(chǎn)生的細微擺動會導致星光顏色產(chǎn)生微小變化。
目前,天文學家正在將儀器與光譜范圍和穩(wěn)定性中限制的標準頻率進行校準。頻率梳將是一種更為精準的校準工具,可以幫助科學家們查探出由小型類地行星產(chǎn)生的星光中極其細微的變化。這種小型類地行星會產(chǎn)生一些色差,相當于每秒幾厘米的恒星擺動,而目前的儀器最多僅能探測到大約每秒1米的擺動。標準頻率梳有“梳齒”,每個梳齒的間距都過于細微,因此許多天文儀器都無法讀取。一個解決方法就是使用速度更快的激光;另一個方法是美國國家標準與技術(shù)研究院的研究小組與科羅拉多大學的天文學家史蒂夫-奧斯特曼提出的,通過光在一系列特殊間隔開的鏡子間的彈跳,來消除間歇的梳齒塊從而生成一個梳齒間隙大的頻率梳,這為天文學提供了一個理想的標尺。
在解決天文學上的行星發(fā)現(xiàn)和相關(guān)應用方面,這兩種方法都各有其優(yōu)勢。一角銀幣大小的激光非常易于構(gòu)建,并且可以生成強大且極其明確的梳齒。從另一方面來說,過濾的方法則可以覆蓋更廣的波長范圍。美國國家標準與技術(shù)研究院物理學家斯科特-迪達姆斯表示,平行的4到5個過濾腔可以提供一個高精度的頻率梳,包含大約25000個平均間隔開的梳齒,這些梳齒跨越從可見光波長到近紅外波長(400到1100納米)。奧斯特曼稱,他正在尋找在地基望遠鏡上測試這種頻率梳,或者在衛(wèi)星或其它太空探測器上發(fā)射頻率梳的可能性。
捕捉太陽系外的類地行星是一件極其困難的工作,因為行星發(fā)出的微弱光熱會被它所圍繞的恒星的強大光芒輕易掩蓋。這就好比在探照燈下面尋找一只螢火蟲。迄今為止,科學家已經(jīng)利用各種技術(shù)探測到200多顆太陽系外行星。不過,這些行星大多數(shù)比地球重5至4000倍,而且要么很熱,要么很冷,還有可能存在巨大的氣團,它們都不太可能孕育生命。目前,科學家還無法捕獲類似太陽系的系外星系的圖像,因此,科學家迫切希望能夠清楚地“看到”太陽系周邊的恒星系統(tǒng),以期找到具備生物生存條件的類地行星。
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