新型“暗星”能否平息科学界的争论_风闻

原创：牧夫天文

翻译：雷丰图

校对：牧夫天文校对组

编排：雷丰图

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接：

https://www.nature.com/articles/d41586-020-00041-4

1月6日，航天公司SpaceX再次发射了60枚通讯卫星，其中包括了一个特殊的乘客——涂有黑色涂层的“暗星”。这颗特殊的卫星是用来测试一项能够降低卫星整体亮度的方案，进而减少对于地面宇宙观测的干扰。

在接下来的时间里，SpaceX还会继续向轨道中发射24批“星链计划”的卫星。预计在2020年中，环地轨道上将会运行着成千上万颗人造卫星。这些卫星所带来的明亮的光斑则会严重影响宇宙观测。

 “星链计划”类似的项目对地基望远镜的显著影响以及如何解决，已经成为了天文学家们关注的焦点。这个问题也在1月8日的美国天文学会会议中被重点强调。

Credit：Victoria Girgis/Lowell Observatory

SpaceX卫星事务部副主席派特丽夏·库珀也在该会议上表示:“SpaceX正在尽全力研发解决方案，并且‘星链计划’将不会阻碍天文学界的任何研究。”

灿烂的星光

迄今为止，3批共计180颗“星链计划”的卫星已经发射升空。从升空到熄灭发动机进入轨道的这段时间里，它们是夜空中最明亮的物体。目前还无法总结“星链计划”给科学家们带来的全部影响，但如果这种暗色涂层能够起效的话，这些卫星将不再会对天文观测产生干扰。

绿点所标注的物体便是刚刚升空的暗星，隐形效果比其前辈们有显著的提高。

Credit: Spacenews

在第一批60颗卫星升空的时候，望远镜就捕捉到了它们发射时的尾迹。“它们的亮度令人震惊，”密歇根大学安妮堡分校的天文学家帕特里克·塞茨尔说道，“整个‘星座’的亮度瞬间超过了99%的其它轨道卫星，这也是为什么天文学家们会如此忧虑。”

几种因素共同造就了如此不可思议的亮度。SpaceX称卫星上的太阳能板可能是其中的一大原因；在进入轨道前，卫星需要将其太阳能板水平展开以减少阻力。这种暂时的展开方式比往常反射了更多太阳光。而望远镜在观测时，卫星在其视野内积攒的光度会随着时间的增加而积累，从而形成巨量的光污染。

美国国家科学基金会天文主管拉尔夫·高梅道出了问题：“值得一提的是，目前还没有针对人造卫星亮度的规定。” 

摄影师捕捉到卫星进入轨道时明亮的轨迹

Credit：BBC

Twilight zone

曙光领域

计算表明，“星链计划”卫星所留下来的轨迹将对黎明和傍晚的天文观测造成显著干扰。这对于搜索近地小行星等需要在黄昏条件下观测的项目有着致命的影响。不仅如此，由于夏天的夜晚较为短暂，宇宙观测也有可能会被这些轨迹所影响。

这对于2022年开始工作的鲁宾天文台来说是个坏消息。鲁宾天文台每隔三天都会对整个夜空进行拍摄，持续十年。

薇拉·C·鲁宾天文台是美国第一个以女性科学家命名的国际天文台。该天文台预计于2022年投入使用。薇拉·鲁宾曾对暗物质研究做出了卓越的贡献。由于该天文台的建成目的正是探索暗物质与暗能量，故使用了这位伟大却命途多舛的科学家的名字。

Credit：LSST

以首席科学家泰森为首的团队目前正着手于能够自动修补尾迹的软件。他表示：“然而我们不得不面对在移除尾迹的过程中，其所遮挡的部分可能含有我们想要的信息，进而造成观测误差。”

当然，天文学家们可以通过计算卫星出现在视野里的时间和地点，从而在那段时间内进行其它区域的观测。避开1000个卫星是可行的，但是当10000个卫星同时运行时，望远镜就无法在短时间内做出如此多的调整了。

这就使得暗色涂料成为主流解决方案。库珀称“暗星”上的涂料能够使得光线扩散性地反射出去，从而使卫星整体几乎隐形于普通的夜空中。但是，这种涂料的卫星依旧能被高精度的天文望远镜察觉到。

正如哈佛大学天文学家乔纳森·麦克道尔所说的“这仍会是天文学中的一大难题。”

星链计划密集的覆盖率使望远镜视野受到了极大的限制。

Credit：Universe Today

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漩涡星系NGC 4455，坐落于后发座北端（头发处）。该星座的英文名 Coma Berenices十分奇怪，因为它是以埃及女王贝蕾妮斯二世命名的。该星座也是唯一一个以古人命名的现代发现的星座。

Credit：NASA