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2005-9-29

改变天文学的农场之夜

归档于: 天文空间科学, 史海钩沉 @ 12:20 pm

译自NASA,2005年9月26日

50年前,科学家Bernard Burke和Kenneth Franklin将木星的射电信号错当成了马里兰开车晚归的农场工。

1955年,当他们使用射电阵列(它安置在华盛顿西北20英里处一片96英亩的田园上)开始绘制北半球的天空图时,这是个很容易会犯的错误。在那个重要的夜晚之前,天文学家从未收到过来自地球以外任何行星的射电波。

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自一端望去所见的天线阵。接收机安置在远处所见的一辆陆军用卡车中。约摄于1954年。(图片提供:Carnegie Institution of WashingtonCarnegie Institution of Washington

他们两人测试了天线阵,并将其指向南方之后,又检测到了干扰信号爆发。他们分析了数据之后发现,在几个月中,这一干扰信号每夜比前一天提前4分钟出现。与穿越天空的其他天体相比较后,他们意识到他们实际上是在聆听木星。实际上,当其他科学家回顾他们关于木星信号的记录时,他们又找回了远至5年前的废弃数据。

华盛顿卡内基学院的科学家Franklin后来叙述道,“我们对木星射电源的确认并不直接依赖于推理,更多是靠的运气。”

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马里兰Seneca的Mills Cross天线阵的俯视图。X形阵列使用64对未上漆的木竿,点击查看大图。图片提供:Carnegie Institution of Washington)

为了更好地理解他们所听到的东西,Burke和Franklin将他们的新数据与科学家已知的木星情况作了比较。他们发现射电爆发与木星的自转速率相吻合。通过观察行星表面云层纹样的运动,科学家开始了解了木星的自转速率。通过聆听射电爆发,他们可以更好地改正数据,确定出该行星每10小时自转一周——这一地球快2倍还多。

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旅行者1号和2号探测器在1979年飞掠了木星。通过对该行星的射电研究,科学家还发现了木星的磁场,并研究了它的卫星。我们对木星及其环境研究得越多,对地球的了解就越深刻,因为地球也辐射射电波。(图片提供:NASA)

那么木星的声音是什么样的呢?其实它产生很多不同的爆发,各自的声音都不相同。最常见的L爆发持续时间为十分之几秒到几秒,听起来象在沙滩上破碎的海浪。更短的爆发,也就是S爆发,持续千分之几至百分之几秒,声音更象是爆米花开锅或是向锡制屋顶上扔上一把小鹅卵石。佛罗里达大学和夏威夷Windward社区学院的网站上都提供有音频文件。太阳系中几乎所有行星都有磁场,但木星的更强,且距离我们更近,这使得它成为可供行星科学家使用地基射电望远镜研究的唯一行星。

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射电天文学测量由恒星和其他天文现象发出的射电波。它使人们发现了几类新的天体,如脉冲星和类星体。(图片提供:NASA)

当Burke和Franklin认识到木星可以发射射电波时,射电天文学这一领域已有20年的历史,主要研究对象是恒星、星系和彗星的组成、结构及运动情况。实际上,由于射电天文学有着其他分支所不具备的优点,也就是不受阳光、云层和阴雨的干扰,它现在仍是重要的观测手段。有时,射电波象探照灯那样瞄准某一特定方向。在这种情况下,射电波每10小时出现一次,与已知的木星自转速度一致。

NASA戈达德航天中心的Jim Thieman博士说:“射电天文学家们研究着太阳和银河系——而这一发现提供了一类可供研究的新天体。突然间我们意识到,我们也可以开始研究行星了……对木星及其磁场的研究使我们还作出了关于地球及地球环境的发现。”你可以读到更多关于木星的发现或去看看木星

除去象新墨西哥州甚大天线阵(它有华盛顿的1.5倍那么大)这样遍布全球的天线阵之外,太空中的航天器也进行着射电天文观测。旅行者号探测器研究了4颗行星,它携带有射电设备,目前正在研究土星及土卫的卡西尼也一样。NASA戈达德航天中心的射电天文学家Leonard Garcia博士说:“它们都是这一发现的子孙。”

为纪念这一发现,4月,马里兰历史托管会(Maryland Historical Trust)在原先Seneca天文台附近河边道(River Road)的路旁安放了一座纪念牌。上面写道:“1955年,华盛顿卡内基学院的科学家Bernard Burke和Kenneth Franklin使用占地96英亩的天线阵列,偶然间发现了来自木星的天然射电辐射。这一发现使我们对行星磁场和等离子体的认识更深一步,并打开了太阳系探索的新窗口。”

1958年,Franklin将这一经历合宜地深化了。Franklin说:“对于一个人来说,没有什么比宣称他获取了之前世界上其他都不知道的知识更令人激动的了。很幸运,我能被卷入这样一个事件中去。”

历史创造者们的纪念碑
了解更多有关倾听木星和太阳射电信号的东西

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