“暗黑”相機(jī)可直接為系外行星拍照

據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一款名為“暗黑”（DARKNESS）（暗斑近紅外能量分辨超導(dǎo)分光光度計(jì)）的相機(jī)。他們表示，這是迄今最先進(jìn)的相機(jī)，其依靠極靈敏的超導(dǎo)探測(cè)器收集來(lái)自遙遠(yuǎn)世界的光線(xiàn)，可直接對(duì)附近恒星周?chē)男行浅上?，在尋找另一個(gè)地球的偉大征程中“大展拳腳”。

相機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、加州大學(xué)圣巴巴拉分校物理學(xué)家本·馬金稱(chēng)，目前的光學(xué)和近紅外望遠(yuǎn)鏡上使用的是配備半導(dǎo)體探測(cè)器的相機(jī)，但半導(dǎo)體探測(cè)器有局限性，很難對(duì)光度微弱的物體——例如遙遠(yuǎn)的恒星及其附近行星成像，他希望基于超導(dǎo)探測(cè)器的“暗黑”相機(jī)可解決這一問(wèn)題。

馬金解釋說(shuō)：“當(dāng)一個(gè)能量超過(guò)1電子伏特的光子擊中一個(gè)半導(dǎo)體探測(cè)器時(shí)，它會(huì)釋放出一個(gè)電子；而在超導(dǎo)探測(cè)器中，可釋放大約5000或10000個(gè)電子。由于可供測(cè)量的電子更多，超導(dǎo)探測(cè)器可完成半導(dǎo)體探測(cè)器無(wú)法做到的事情。”“暗黑”相機(jī)的新法寶——微波動(dòng)能電感探測(cè)器（MKIDs）可在只比絕對(duì)零度高一點(diǎn)的極低溫度下工作。由鉑硅化物制成的超導(dǎo)體類(lèi)似電感器（將能量存儲(chǔ)于磁場(chǎng)中的電子部件），它與電容器（以電場(chǎng)形式存儲(chǔ)能量）結(jié)合，形成一個(gè)振蕩器（能探測(cè)處于一定頻率的信號(hào)的電路）。當(dāng)光子撞擊超導(dǎo)體時(shí)，它會(huì)改變振蕩器的共振頻率，測(cè)量這種轉(zhuǎn)變，就可以確定光子何時(shí)到來(lái)以及它的能量。

由于擁有這種靈敏度，1萬(wàn)像素的“暗黑”相機(jī)可通過(guò)探測(cè)附近恒星周?chē)行欠瓷涞墓饩€(xiàn)，對(duì)行星直接成像。

迄今為止，這款相機(jī)已在5米口徑的海爾（Hale）望遠(yuǎn)鏡上進(jìn)行了四輪測(cè)試，研究人員計(jì)劃今年年末在夏威夷一個(gè)8米口徑望遠(yuǎn)鏡上部署一款2萬(wàn)像素的相機(jī)。馬金說(shuō)：“我們希望8米口徑望遠(yuǎn)鏡與強(qiáng)大的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)結(jié)合，能搜尋到更多行星，并首次在反射光線(xiàn)中看到行星。”

他也希望這一技術(shù)未來(lái)可用于30米口徑望遠(yuǎn)鏡上，讀取附近恒星周?chē)低庑行堑姆瓷涔庾V，并在這些天體的大氣中尋找生命的蛛絲馬跡。（記者劉霞）