改变游戏规则的欧洲南方天文台天空勘察可能改写银河系的历史

撰稿人 Bruce Dorminey

Jul 31, 2023,05:07am EDT

SCIENCE

我报道航空航天、天文学并主持宇宙争议播客。

螺旋星系，银河系的描画。GETTY

塔尔图天文台位于前苏联爱沙尼亚共和国塔林东南两小时的火车车程内。天文台被连绵起伏的牧场环绕，曾经是苏联太空计划的一个绝密装置。然而，在过去的30年里，天文台在一个与它的西方伙伴追求天文学中它的自由已经完全开花结果。为此，我最近与塔尔图大学的天文学家、欧洲南方天文台（ESO）4米多目标光谱望远镜（4MOST）科学联盟的成员埃尔莫·坦佩尔（Elmo Tempel）坐下来。

4米多目标光谱望远镜（4MOST）是一个定于安装在欧洲南方天文台在智利的4.2米VISTA望远镜上耗资1000万欧元的仪器。在五年内，它将堪查约5000万个天体，几乎覆盖整个南部天空。

尽管天文台的4米多目标光谱望远镜的角色是中等的，但坦普尔在开发最大化仪器天体目标所需的算法中的工作对堪查成功是至关重要的。

光谱学是天文学的无名弱者。因为它们的纯粹美丽，恒星和星系的视觉图像常规的偷这个头条新闻。但正是光谱分析（将一个给定天体目标的光分解成它的电磁光谱）使天文学家来识别恒星大气层和星系的化学成分成为可能。

4米多目标光谱望远镜的堪查预计将于明年年底开始

坦普尔在他的天文台办公室接受采访时告诉我，4米多目标光谱望远镜应该提供关于我们的银河系如何演变的结论所需的强劲统计数据。

坦普尔说，4米多目标光谱望远镜将观测数千万个天体，这将允许它来统计学上解决许多科学问题。

即便这些仪器将是做覆盖我们的宇宙范围的堪查，但坦普尔最感兴趣的是我们的银河系的堪查。

为什么这项堪查对理解我们的银河系是重要的

银河系4米多目标光谱望远镜堪查被设计来帮助我们了解银河系和它如何演变到它的今天的结构。

坦普尔说，欧洲航天局（ESA）的盖亚宇宙飞船在我们银河系的光晕中发现了许多新的古代恒星流。坦普尔说，但它没有采取光谱学。他说因此，4米多目标光谱望远镜被设计来跟踪盖亚的银河系观测并采集这些恒星的化学指纹。

坦普尔说，这将给银河系理论家一个远更好的这些古代恒星过去穿过银河系运动的想法。他说，这将使我们能够来推断更多关于实际形成我们今天看到的银河系的合并历史。

4米多目标光谱望远镜有什么独特之处？

坦普尔说，我们将能够同时的堪查2400多个天体。他说，一次单一观测覆盖天空中的4.2平方度。坦普尔说，天体是已知的并从以前的成像堪查选择。

该仪器将用2436根光纤同时的捕获来自天体目标的入射光。换句话说，每根光学科学光纤将捕获来自一个单独科学目标的光并同时将它全部溜进4米多目标光谱望远镜仪器。

坦普尔正工作在两种将帮助4米多目标光谱望远镜做出最有效使用它的观测时间的算法上。他说，其中一种涉及开发一种算法来以一种自动化的方式执行堪查以便不需要人工交互来选择目标。

他说，每次我们将望远镜指向时，通常有比我们能同时观测的更多可用的目标。坦普尔说因此对每根纤维，一种算法被用来决定对一个给定的观测来选择哪个目标。坦普尔说然后，在仪器焦平面上一个确定的物理范围内，每根光纤都能被移动到你要观测的天体目标。

4米多目标光谱望远镜团队如何能确保仪器正在观测正确的天体目标？

坦普尔说，因为我们能将光纤移动到一个微米的精度。

4米多目标光谱望远镜将深入探测银河系

欧洲南方天文台说，4米多目标光谱望远镜仪器将研究银河系的形成历史和它的被编码在轨道中化学增富的最早阶段。欧洲南方天文台指出，在此过程中，它的堪查样本将是属于前所未有的比任何其他正在进行或计划堪查能想象的外出到更大距离和更大精度的尺度。

就坦普尔的部分，他既对我们银河系的历史感兴趣，也对它如何与剩下的宇宙之网相适应感兴趣。

坦普尔说，4米多目标光谱望远镜将提供银河系中恒星属性的一个密的和深邃的映射以及银河系中一些最大的卫星星系。

坦普尔说，我们没有任何告诉我们银河系如何一起来的直接的观察。他说因此，目的是来观测我们银河系中最古老、最贫乏金属的恒星，这将给我们提供关于星系的形成如何开始的信息。

爱沙尼亚塔尔图天文台入口。BRUCE DORMINEY