中研院天文所研究團隊設計的高速相機,每秒可量測20次 ,一萬顆星星的亮度,獨步全球。圖:台視新聞
中研院天文所研究團隊設計的高速相機,每秒可量測20次 ,一萬顆星星的亮度,獨步全球。圖:台視新聞
  • MIT高速相機感測晶片,由中研院天文所操刀設計,成觀星利器。
  • 每秒可量測20次1萬顆星星的亮度,期盼未來能解開彗星形成之謎。
  • 聖白多祿天文台一年中有超過250個晴朗的夜晚,擁有極佳觀測條件。

觀星利器!MIT高速相機感測晶片獨步全球

位在太陽系外圍的小天體,雖然直徑小亮度低,但當它們通過恆星時,恆星被遮住,亮度就會瞬間變暗,這就是掩星現象,TAOS-2的主要科學目的,就是透過偵測並分析,這樣的掩星事件,來了解小型天體的大小分佈,雖然知道了觀測方法,卻面臨技術上的挑戰。
中研院天文所副所長 王祥宇:「這些掩星的現象,大概是0.2秒就結束了。」TAOS-2計畫總主持人 連馬修:「我們要設法,以高速方式量測,這些掩星事件時間非常短,常常不到0.25秒。」與時間賽跑,要補捉到掩星事件,還得跟星星們比速度,因此在三台望遠鏡上頭,都配備了特製的高速相機。

天文學家透過掩星事件,來了解小型天體的大小分佈。圖:台視新聞

秒測20次萬顆星星亮度 盼解開彗星形成之謎

中研院天文所副所長 王祥宇:「我們是第一個世界上,能夠做到 ,同時看到很多顆星星 ,但是又可以進行 ,很短時間的光度計算的,一個相機。」高速相機,由中研院天文所的研究團隊,操刀設計,每秒可以量測20次 ,一萬顆星星的亮度,獨步全球。

中研院天文所副所長 王祥宇:「天文界沒有人做到,我們這樣的規格,他們可以一次量測一顆,或兩顆星星,我們則是一次量測一萬顆。」太陽下山 ,月亮探出頭來,TAOS-2望遠鏡,也準備大展身手。夜晚的觀測站,有點像進入到,沖洗底片的暗房,溫度比起白天,下滑到只剩攝氏五六度,研究人員得戴上毛帽手套,才能靈活操作望遠鏡。


準備觀測星空前,團隊要先幫高速相機調校焦距。圖:台視新聞


中研院天文所副所長 王祥宇:「圓頂打開後 ,望遠鏡就會到移動到,設定好的天區進行觀測。那整個TAOS計劃 ,可能有30個天區,每一個晚上 ,我們都有大概三四個位置 ,天空的位置 ,我們可以觀測。」在準備觀測星空前,還得先幫高速相機調校焦距。當對焦完成後 ,就會開始進行,每秒20次曝光的拍攝。

中研院天文所副所長 王祥宇:「然後我們也不要有,太亮的星星在裡面 ,因為太亮的星星會 ,它會暈開 ,那一暈開它會影響到,旁邊的星星,它基本上就是 ,全部都是星星 ,裡面那個中間大的光球 ,也是一樣 。」選擇觀測的天區,也大有學問,星星數量要足夠,但又不能太多。中研院天文所副所長 王祥宇:「如果像剛剛那個 ,整個都密密麻麻 ,都變一包了 ,那我們量那個光點的亮度 ,星星的亮度就會量的不好 ,因為它兩顆太近疊在一起。」

星星數量越多,雖然能使觀測掩星現象的,機率大增,但太亮的星星,反而會影響到,旁邊星星的亮度 ,符合觀測條件的天區 ,大約有三四十個。每換一個觀測點,就必須重新對焦,而在與台灣合作之前,聖白多祿天文台,只有三座望遠鏡,分別建置於,1971和1979年,那為什麼台灣的科學家,要選在這裡做觀測呢?

聖白多祿天文台每年可提供超過300天觀測時間,擁有極佳觀測條件。圖:台視新聞

超過250個晴朗夜晚 聖白多祿天文台成熱門觀測點

海拔2830公尺高的,聖白多祿天文台,大氣擾動小,一年中有超過250個,晴朗的夜晚,每年可以提供,超過300天的觀測時間,是台灣鹿林天文台的5倍之多,擁有極佳的觀測條件,近十年內也成了國際間,設置天文望遠鏡的熱門地點。由於日夜溫差大,容易影響望遠鏡成象,望遠鏡支架結構,採用特殊合金,圓頂的設計也有巧思。中研院天文所副所長 王祥宇:「希望能夠增加白天的時候,這個裡面的對流 ,就是當太陽照在這個,圓頂上面的時候 ,不要讓圓頂內部的溫度,上升的太快。」

臺灣與墨西哥首次的,大型科學計劃合作,由墨西哥提供望遠鏡,各項基礎建設,台灣負責設計製造望遠鏡,與相機感測晶片,期盼能解開,古柏帶天體形成彗星的機制,進而找出到底是什麼,為地球帶來了水,也能掌握太陽系形成,與演化的重要線索。

責任編輯/鄔凱雯

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