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大麥哲倫星雲,又稱大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud 簡寫為LMC)在南半天球距離南天極約20°左右的地方,位於劍魚座與山案座兩個星座的交界處,跨越了兩個星座,佔據了8°×7°的天區,相當於 200多個滿月的視面積。環繞著我們的星系-銀河系運轉,距離約為5,000秒差距(~160,000光年),直徑大約是銀河系的1/20,恆星數量約100億顆。在北半球大部分地區都看不見它們,在中國南沙群島一帶,也只能在非常接近南方地平線的地方尋找到它們。

 

1 大麥哲倫 -詞語釋義

大麥哲倫點擊查看大圖
世界最大的大麥哲倫天眼蓋過哈勃10倍(圖)

最新一期美國《發現》雜誌刊文報道說,全球最頂尖的天文學家們正傾盡所有財力物力 ,外加他們在業內博得的聲譽,進行一場史無前例的「豪賭」———他們計劃投入5億美元於2016年建成世界上最大的天文望遠鏡「大麥哲倫」(Giant Magellan Telescope), 它將坐落於智利拉斯卡姆帕納斯地區,成像清晰度將達到「哈勃」望遠鏡的10倍。

業內人士認為,「大麥哲倫」的建成將是一個里程碑式的跨越,使人們能夠直接觀測遙 遠星系的行星,尋找類似太陽系或地球的宇宙環境,以及潛在的智慧生命。之所以被看 作一場「豪賭」,因為就目前的資金以及科技水平,沒有人能保證這個夢想最終能破繭 化蝶。

2 大麥哲倫 -大麥哲倫




造型 菊花七瓣

「大麥哲倫」的主觀測鏡片將由7個直徑均為27.6英尺(約8.4米)的巨幅鏡片組成。它們 將以菊花的形狀被組裝在一起———1個居中,另外6個環繞在其周圍。這些鏡片安裝在 一起后的聚光能力相當於一面直徑為21.4米的巨型完整鏡面。除此之外,「大麥哲倫」 上還將裝備一台光學適應系統。藉助該儀器,它的成像清晰度將達到「哈勃」太空望遠 鏡的10倍。

「我希望『大麥哲倫』的每一面鏡子與數學的完美表面相比,都能維持差距在百萬分之 一英寸內。這棘手之處在於,我們必須知道接下來該磨哪裡、該用多少力道。」被譽為 美國巨型天文望遠鏡之父、年屆64歲的羅傑·安吉爾表示。他在位於美國亞利桑那大學 的史都華天文台的鑄鏡實驗室承擔了鏡片鑄造實驗的任務。

這是他所製造過的最大的一面鏡片。而「大麥哲倫」的鏡片直徑也刷新紀錄,成為單一 鏡片望遠鏡中直徑最大的,並將鏡片的製造技術提升至一個新的境界。



製作 高溫熔鑄

鏡面製作的原理是將20噸玻璃均勻倒入一個表面分佈著成千上萬個小陶瓷光纖蜂巢容器 中;玻璃在溫度高達1260℃的旋轉熔爐中變為液態,流入下層容器,同時旋轉產生的離 心力把多餘的玻璃液體分離出去,形成一個凹面鏡坯;冷卻后,科學家們把蜂巢容器撤 去,用研磨設備打磨鏡面。

如今,安吉爾實驗室鑄造爐內,溫度高達1000多℃的液態玻璃散發出橙色的光芒,20噸 硅硼玻璃灼熱的液體已經被澆注在模具中,3米高的模具在飛快地旋轉著,鋼架、電纜如 同八爪魚的觸手一樣四處延伸,指示燈不停地閃爍著。液態玻璃正從六角柱孔緩緩溢出 ,鑄成一面巨大的蜂巢鏡。這預示著直徑8.4米、高約1米、平均厚度卻不到3厘米,由多孔的硼硅酸鹽組成的「大麥哲倫」的第一面鏡片成型。
由於載模漏了兩噸硼硅玻璃,進度比原先預期的2005年夏季落後了數月之久,但安吉爾 欣慰地解釋道:「光是第一面鏡子就很難搞定了,因為在此之前,從未有人鑄造過如此 巨大而形狀又那麼詭異的鏡子。」



目標 類地行星

早在設計「大麥哲倫」的雛形時,安吉爾就認識到只要靠點運氣再加上一些精妙的技巧 ,就很可能在這片茫茫「星」海中找到一顆類地行星。

他那極具顛覆性的解決之道,便是將主要的接收器排得像菊花的花瓣那般,六面形狀各 異的偏軸鏡將環繞中央的對稱鏡。這樣的設計下,能接收到的星光將是凱克望遠鏡當中 任何一架的4.6倍。

對於同樣身為天文學家的弗里德曼而言,她想用「大麥哲倫」來一窺暗能量以及在恆星 與星系生成前「黑暗時代」的神秘面貌,不過這並不是安吉爾最感興趣的問題。安吉爾 說:「我之所以想這樣做,是因為在過去2000年來,人類一直在尋找另一個地球,而如 今在其他恆星中覓得類地行星的構想不再遙不可及。現在,你可以坐下來好好計劃得用 哪一種望遠鏡來觀察類地行星,並取得光譜,以找尋液態水的化學跡象和外星生物的蹤 影。」



經費 杯水車薪

目前,第一面鏡片已經成型,但整個項目是否可能啟動仍然是一個巨大的未知數。製造 「大麥哲倫」需要的很多核心技術尚處於研究階段,而整個項目需要的5億美元經費目前 實際到位僅1700萬美元。

為了順利建造這台巨型望遠鏡,美國的加州卡內基天文台、哈佛大學、史密松天文物理 台、亞利桑那州立大學、密歇根州立大學、麻省理工學院、得克薩斯州立大學和得克薩 斯農工大學組成了一個團隊。

「雖然困難重重,但我有信心這個夢想最終可以實現。」弗里德曼表示,她對安吉爾及 他的鑄鏡功力信心十足。

而安吉爾必須為了經費時不時地離開實驗室趕赴各地遊說,讓經費大戶們相信「大麥哲 倫」值得5億美元這個價錢。

雖然有著高素質的團隊為後盾,但「大麥哲倫」還是得和其他巨型望遠鏡計劃為了經費 而一較高下。其中有方案要將凱克望遠鏡的分節鏡加大(兩架直徑10米的望遠鏡,是目前 世上最大的望遠鏡);加州理工學院和其餘小組則想建造一座直徑30米的望遠鏡;歐洲南 方天文台計劃斥資12億歐元,興建一座直徑100米,名為OWL的望遠鏡。

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