據(jù)國外媒體報(bào)道,德國的科學(xué)家日前稱,他們計(jì)劃向太空中發(fā)射迄今為止單位能量強(qiáng)度最高、脈沖最短的激光束,這些激光束的單位平均能量強(qiáng)度是一般激光的100到1000倍,可以幫助科學(xué)家們?cè)谟钪嬷袑ふ腋嗟念惖匦滦行恰?/P>
德國科學(xué)家表示,這個(gè)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的標(biāo)準(zhǔn)頻率梳快10倍,并且產(chǎn)生的脈沖比其它同等速度運(yùn)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(qiáng)度是它們的100到1000倍,且實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的信號(hào)更加純凈。該激光建于康斯坦茨大學(xué)的應(yīng)用光子學(xué)中心,建造者是阿爾布勒奇-巴特斯。這個(gè)新激光的用途非常廣泛,科學(xué)家們可以用它來搜尋繞行遙遠(yuǎn)恒星的類地行星。長期以來,天文學(xué)家們一直在尋找星光顏色中的細(xì)微變化,因?yàn)檫@是證明存在繞行恒星的行星的重要線索。當(dāng)繞軌道運(yùn)行的行星前后拉動(dòng)恒星時(shí),恒星運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的細(xì)微擺動(dòng)會(huì)導(dǎo)致星光顏色產(chǎn)生微小變化。
目前,天文學(xué)家正在將儀器與光譜范圍和穩(wěn)定性中限制的標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行校準(zhǔn)。頻率梳將是一種更為精準(zhǔn)的校準(zhǔn)工具,可以幫助科學(xué)家們查探出由小型類地行星產(chǎn)生的星光中極其細(xì)微的變化。這種小型類地行星會(huì)產(chǎn)生一些色差,相當(dāng)于每秒幾厘米的恒星擺動(dòng),而目前的儀器最多僅能探測(cè)到大約每秒1米的擺動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)頻率梳有“梳齒”,每個(gè)梳齒的間距都過于細(xì)微,因此許多天文儀器都無法讀取。一個(gè)解決方法就是使用速度更快的激光;另一個(gè)方法是美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的研究小組與科羅拉多大學(xué)的天文學(xué)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(gè)梳齒間隙大的頻率梳,這為天文學(xué)提供了一個(gè)理想的標(biāo)尺。
在解決天文學(xué)上的行星發(fā)現(xiàn)和相關(guān)應(yīng)用方面,這兩種方法都各有其優(yōu)勢(shì)。一角銀幣大小的激光非常易于構(gòu)建,并且可以生成強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院物理學(xué)家斯科特-迪達(dá)姆斯表示,平行的4到5個(gè)過濾腔可以提供一個(gè)高精度的頻率梳,包含大約25000個(gè)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(yuǎn)鏡上測(cè)試這種頻率梳,或者在衛(wèi)星或其它太空探測(cè)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?yàn)樾行前l(fā)出的微弱光熱會(huì)被它所圍繞的恒星的強(qiáng)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(xué)家已經(jīng)利用各種技術(shù)探測(cè)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(tuán),它們都不太可能孕育生命。目前,科學(xué)家還無法捕獲類似太陽系的系外星系的圖像,因此,科學(xué)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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