這兩天,一段延遲攝影後快放的視頻在油管上引起了轟動:
深藍色的背景下,四個白色的小圓點,圍繞着中心的深色圓盤做緩慢的繞行…
這短短7秒鐘的視頻,記錄的是133光年外一個地外行星系統的運動,那是一個和我們太陽系相似的系統,多顆行星圍繞着一顆恒星公轉…
這是人類第一次直接觀察并記錄下的地外行星系統,更是人類第一次如此直觀地拍到行星圍繞恒星公轉的場面。
誰能想到,這7秒的視頻,竟耗費了制作者長達十二年的時光。
因為這段視頻,地球,木星等八大行星圍繞太陽運轉的常識,終于有了直觀又現實的參考畫面…
說起來,自天文學知識普及以來,人類都知道八大行星圍繞着太陽公轉的常識。
可是,在描述行星圍繞太陽公轉的時候,科學家和老師們要麼隻能用儀器演示,要麼隻能用CG動畫,沒有可以展示的真實圖像…
太陽系演示模型
這也不難理解,畢竟我們身處地球,無論是觀察太陽,還是觀察環繞太陽運動的火星,金星等行星,都無法窺見它們環行運動的全貌。
而以現有的技術,也無法發射一個足夠遙遠的航天器,從垂直于黃道面的遙遠地方,“俯拍”下八大行星圍繞太陽作“繞圈”運動的完整軌迹。
太陽系八大行星運行軌道俯看示意圖
雖然觀察不到我們自己太陽系的行星運動,但找到和太陽系相似的遙遠行星系統,觀察它們的運動,不也能作為參考,以此闡明行星圍繞恒星公轉的道理嗎?
半個世紀以來,随着科技的進步和哈勃望遠鏡等觀天神器的出現,人類逐漸發現了衆多發光發熱的恒星,也逐漸發現了自身并不發光的地外行星。
2004年,人類第一次直接觀測到了地外行星,半人馬座的2M1207b。
左下角紅點為2M1207b,中心的白色大圓是它環繞公轉的恒星2M1207
而到了2008年,人類更是第一次直接觀察到了一整個地外行星系,那是距地球133.3光年的天馬座的恒星HR8799和環繞它的多顆行星。
發現HR8799的消息在天文學界的圈子裡傳得相當火爆。
那時,美國西北大學的天文學者Jason Wang得知這條消息,瞬間對它産生了濃厚的興趣。
那時,Wang冒出了一個想法:
如果每年給HR8799和圍繞它的4個行星拍一些照片,作為觀察行星系統運動的延遲攝影,多年後再把它們拼接加速制成視頻,不就能直觀地看到行星圍繞恒星運行的軌迹了嗎?
當時想着做這件事,Wang并不是出于科研的目的,純粹是出于興趣愛好。
隻是他沒有想到,這個舉動他一堅持就是十二年,最終完成了一段前所未見的奇景…
2009年,當Wang開始行動的時候,他才意識到,拍攝地外行星的照片不是件容易的事。
HR8799是太陽的1.5倍大,亮度是太陽的5倍,年齡也很小,隻有3000萬年,它誕生的時候,地球的恐龍都早已滅絕了。
然而,HR8799距離地球畢竟有133光年,不借助龐大的國家級天文望遠鏡,很難拍攝清楚。
于是Wang拉上同事,一起向夏威夷的凱克天文台提出了申請,在每年能拍攝到HR8799的時期,租用大型天文望遠鏡,拍攝HR8799的照片。
就這樣,Wang每年都會和同事們去夏威夷拍幾次HR8799和環繞它的4顆行星。
這項沒有回報的工作,他們一幹就是七年。
在累積了七年的照片後,Wang合成了第一部延時攝影的視頻,但Wang本人對視頻不滿意,于是又繼續堅持了五年。
就這樣,拍攝達十二年之久,積累了無數張照片之後,Wang終于挑出了最好的一組照片,合成這段長達7秒的珍貴視頻。
盡管視頻裡的行星,沒有一個圍繞恒星跑完一個完整的圈,但已經能清晰看出它們繞行的大緻軌迹。
靠中間恒星的最近的行星是HR8799e,它是木星的7.4倍大,繞恒星公轉一周大約要45個地球年。
另外三顆行星也都是木星的數倍大,公轉時間也更長,分别為100年,190年,最外側的行星HR879b,其公轉周期更是長達460年…
如果把這幾顆行星換到太陽系做類比,它們大緻相當于太陽系裡的加大号木星,土星,海王星和天王星。
因為愛好和熱情,Wang用十二年的堅持換來了一段讓世界驚豔的7秒視頻。
有了這段視頻,過去隻能用語言描述,模型展示,CG動畫來演示的“行星圍繞太陽公轉”的知識點,如今終于有了現實的(參考)演示版本。
Wang說:
“科學裡的一些微妙之處,用語言來描述可能顯得困難,但用動态呈現出來,理解起來就容易多了。”
因為愛好試水之後,Wang燃起了進一步深入研究HR8799的興趣,下一步,他和同事打算對HR8799行星系統進行光學分析,希望找到更多的科研細節。
興趣是強大的動力,在它的激發下,人們往往能完成意想不到的壯舉~
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