激光'梳子'用于解开太阳的光线

时间:2017-04-12 01:05:08166网络整理admin

作者:Jeff Hecht激光的“梳子”从实验室到天文台迈出了关键的一步,在那里它们被用来观察太阳的光谱将来,他们可能能够发现围绕其他恒星运行的类地行星,并以前所未有的准确度探测宇宙的扩张历史天文学家通过比较其光谱中的线波长与实验室光源(如钍 - 氩灯)的波长来测量物体的速度这使得他们能够确定观察到的线路被移动了多少 - 更短或更长的波长 - 由于物体朝向或远离地球的运动然而,实验室光源的线不能均匀地分布在光谱范围内,并且它们的强度不同因此,天文学家只能将这种多普勒频移测量到光学和近红外光谱中每秒0.6到10米的精度不幸的是,通过观察它们对主星产生的轻微拖拽来寻找小型系外行星并不够灵敏例如,地球将太阳的速度仅移动约0.1米/秒现在天文学家正采取一种新方法 - 操纵由特殊设计的激光器发射的一系列非常短的脉冲光在一对镜子之间来回反弹,其中一个镜子将一部分光线作为激光束传输脉冲通过光在激光镜之间进行往返的时间分开当脉冲通过棱镜时,它们的光谱变成由激光脉冲频率分开的窄尖峰梳尖峰可以用作测量天文物体光谱的参考该技术为TheodorHänsch和John Hall赢得了2005年诺贝尔物理学奖由位于德国Garching的马克斯普朗克量子光学研究所与Hänsch合作的Thomas Udem领导的团队在太阳天文台进行了频率梳测量该团队观察到太阳的波长为1.5微米,常规校准很差,准确到足以能够发现多普勒频移低至9米/秒 “这是一个很好的结果,表明激光频率梳可以有效地用于天文光谱仪,”哈佛 - 史密森尼天体物理中心(CfA)的Ron Walsworth说他的团队在亚利桑那州的Fred Whipple天文台安装了自己的梳子发生器 10月,该团队将开始寻找绕地球大小的行星绕行的红矮星 - 低质量恒星将比其高质量的表兄弟更强地拉向轨道行星 “星星越小,越容易发现新的地球,”CfA的Dimitar Sasselov说道 Udem认为改进 - 包括在更多频谱上间隔的更多梳状线 - 可以达到0.01 m / s “我们希望能够使用10万行,而不是目前使用的58行,”他告诉“新科学家”杂志凭借这种敏感度,“我们的目标是实时观察宇宙的膨胀率变化”,Udem的同事澳大利亚斯威本科技大学的Michael Murphy说最近的研究表明,扩张速度正在加速 - 这一观察归因于一种神秘的“暗能量”但目前尚不清楚暗能量的强度是否会随着时间的推移而变化为了找到答案,墨菲建议测量数以千计的远缘星系间气体云的速度,然后在20年后重新观察它们,看看它们由于空间的扩大而变化了多少这将是一个非常困难的观察 - 需要一个巨大的42米望远镜来收集足够的光线然而,CfA的大卫莱瑟姆说:“如果你不做梦,你永远不会到达那里”期刊参考:科学(第321卷,