2022年9月29日

的用于紅外天文學(xué)的平流層天文臺(tái)(索非亞) 是一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)任務(wù)，揭示了看不見(jiàn)的–有時(shí)看不見(jiàn)–我們宇宙的一部分。隨著任務(wù)的結(jié)束，航班將于9月星期四結(jié)束。29日，美國(guó)國(guó)家航空航天局 (NASA) 回顧了索非亞 (SOFIA) 的科學(xué)成就以及讓它飛起來(lái)的一些工程壯舉。

“從加深對(duì)月球水的了解到揭示宇宙尺度磁場(chǎng)的無(wú)形力量，如果沒(méi)有數(shù)百名為索非亞任務(wù)貢獻(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人，這一切都不可能發(fā)生，”賽義德·納西姆·蘭格瓦拉，任務(wù)’美國(guó)國(guó)家航空航天局位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的項(xiàng)目科學(xué)家。

從1996年開(kāi)始開(kāi)發(fā)，索非亞就需要工程技術(shù)。必須對(duì)波音747SP噴氣客機(jī)進(jìn)行改裝，以承載38,000磅，100英寸 (超過(guò)17,000公斤，2。5米) 由NASA提供的望遠(yuǎn)鏡’索非亞任務(wù)的合作伙伴，德國(guó)航天中心的德國(guó)航天局。

艾姆斯 (Ames) 的工程師開(kāi)發(fā)了一種類(lèi)似車(chē)庫(kù)門(mén)的機(jī)制，該機(jī)制可以卷起以使望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察天空。在那種配置中，它是“飛機(jī)上最大的開(kāi)放港口之一，”美國(guó)宇航局工程師保羅·富斯科 (Paul Fusco) 說(shuō)，他現(xiàn)已退休，曾幫助設(shè)計(jì)門(mén)系統(tǒng)，“和最大的經(jīng)過(guò)認(rèn)證，可以在門(mén)打開(kāi)的情況下在所有高度和速度下飛行。這是一次非常激動(dòng)人心的航空創(chuàng)新。”

這個(gè)獵戶(hù)座星云的三維視圖–地球’最接近的恒星形成苗圃–是使用索非亞任務(wù)的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。它揭示了星云的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，包括一個(gè) “氣泡”，該氣泡被強(qiáng)大的恒星風(fēng)吹散了氣體和塵埃。這樣，大質(zhì)量恒星可以調(diào)節(jié)它們周?chē)暮阈切纬?，索菲亞幫助天文學(xué)家更好地理解了這種效應(yīng)。

學(xué)分: 美國(guó)宇航局/索非亞

任務(wù)’美國(guó)飛行員可以’甚至感覺(jué)不到門(mén)是開(kāi)著的。望遠(yuǎn)鏡本身的穩(wěn)定性相當(dāng)于在10英里外的一分錢(qián)上保持激光筆穩(wěn)定。索非亞實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)的飛行和穩(wěn)定的凝視。

這僅僅是開(kāi)始。到2014年，天文臺(tái)已達(dá)到其全部運(yùn)行能力，八年來(lái)，索非亞幫助世界各地的天文學(xué)家使用紅外光研究其他望遠(yuǎn)鏡看不見(jiàn)的一系列令人印象深刻的宇宙事件和物體。

“索菲亞’我們獨(dú)特的科學(xué)成就是圍繞使命成長(zhǎng)起來(lái)的令人難以置信的國(guó)際社會(huì)獨(dú)創(chuàng)性的結(jié)果，”德國(guó)航天局索非亞項(xiàng)目科學(xué)家亞歷山德拉·羅伊說(shuō)，“只有通過(guò)NASA和DLR的合作才能實(shí)現(xiàn)?！?/p>

一個(gè)高中教師社區(qū)也通過(guò)NASA親自認(rèn)識(shí)了索非亞機(jī)載天文學(xué)大使計(jì)劃。這個(gè)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展機(jī)會(huì)包括與科學(xué)家和機(jī)組人員一起在索非亞飛行的沉浸體驗(yàn)。參與的老師能夠?qū)⑦@些現(xiàn)實(shí)世界的科學(xué)內(nèi)容帶回他們的教室，并向?qū)W生揭示與STEM相關(guān)的各種職業(yè)。

現(xiàn)在，天文臺(tái)是退休?？茖W(xué)飛行已經(jīng)結(jié)束，該團(tuán)隊(duì)正在探索這種特殊飛機(jī)的永久住所的選擇。索菲亞’在任務(wù)過(guò)程中總共觀(guān)測(cè)了732個(gè)夜晚的數(shù)據(jù)也將公開(kāi)供科學(xué)家研究和在未來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步研究。

“紅外天文學(xué)將在NASA繼續(xù)進(jìn)行，最著名的是詹姆士·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡,”美國(guó)國(guó)家航空航天局高級(jí)顧問(wèn)保羅·赫茲說(shuō)’s科學(xué)任務(wù)局，前天體物理學(xué)部主任和前索非亞計(jì)劃科學(xué)家?！暗撬鞣苼啞瘜?duì)科學(xué)的許多不同貢獻(xiàn)已經(jīng)留下了自己的印記。”

以下是索非亞改變我們對(duì)宇宙的理解的一些方式。向下滾動(dòng)以繼續(xù)閱讀，或通過(guò)以下鏈接關(guān)注主題:

在月球陽(yáng)光照射的部分發(fā)現(xiàn)水

最終檢測(cè)到: 宇宙中形成的第一種分子

超時(shí)間敏感觀(guān)測(cè)

揭示磁性宇宙

研究地球的新方法’大氣，氣候

一顆星星誕生了–或不是

銀河系中心的合成紅外圖像。它跨越600多光年，正在幫助科學(xué)家了解銀河系中正在形成多少大質(zhì)量恒星’s中心。來(lái)自索非亞 (藍(lán)色和綠色) 的數(shù)據(jù)與赫歇爾太空天文臺(tái) (紅色) 和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡 (白色) 的數(shù)據(jù)相結(jié)合。索菲亞’我們的觀(guān)點(diǎn)揭示了以前從未見(jiàn)過(guò)的特征。

學(xué)分: 美國(guó)宇航局/索非亞/JPL-加州理工學(xué)院/歐空局/赫歇爾

在月球陽(yáng)光照射的部分發(fā)現(xiàn)水

雖然索非亞’s望遠(yuǎn)鏡不是’t最初被配置為觀(guān)察月球，它的月球觀(guān)測(cè)首次證實(shí)，月球陽(yáng)光照耀的表面上的水。這意味著水可能分布在整個(gè)月球表面，而不僅限于寒冷，有陰影的地方。

NASA渴望在將人類(lèi)送往月球表面之前了解月球上的水阿爾特彌斯任務(wù)。索菲亞’s的數(shù)據(jù)也增加了未來(lái)月球任務(wù)的工作，如NASA’s水上狩獵調(diào)查極地探索漫游者的揮發(fā)物。

月亮不是索非亞’我們的太陽(yáng)系只有目標(biāo)。天文臺(tái)還研究了circulation of gases within Jupiter’s atmosphere,這種可能性comets delivered carbon to planets like Earth,以及就在最近，美國(guó)國(guó)家航空航天局 (NASA) 將探索的小行星’sPsyche mission –僅舉幾例。

A group of Airborne Astronomy Ambassadors – high-school science teachers participating in a professional development opportunity – plus their flight facilitator aboard SOFIA. From left, Lynne Zielinski, Heidi Steinbrink, Marcella Linahan, Pamela Harman, the Educational Program co-manager for SOFIA, Tom Jenkins, and Vivian Hoette focus in on an observation target.

Credits: NASA/SOFIA

Finally Detected: First Type of Molecule Ever to Form in Universe

After decades of searching by astronomers, SOFIA detected, for the first time in space, the first type of molecule that ever formed in the universe.

SOFIA’s work in astrochemistry also shed light on one way water gets distributed in the universe. The mission explored the life cycle of materials in space, too: clouds of simple gases that form more complex gases and, ultimately, stars and star systems.

Ultra-Time-Sensitive Observations

SOFIA’s mobility allowed it to capture extremely fleeting events in astronomy over remote locations.

In 2015, Pluto passed directly between a distant star and the Earth, giving scientists a rare chance to analyze its atmosphere while backlit by the star. And the only observatory that could position itself over the open ocean, directly in the center of Pluto’s shadow racing across Earth’s surface, was SOFIA.

SOFIA was nimble, which also helped it provide long-term monitoring – as for a surprisingly long, bright outburst by a protostar in the Cat’s Paw Nebula – and respond quickly, when needed. This was the case in 2014 when 發(fā)現(xiàn)了一顆爆炸的恒星，一顆超新星 – the brightest and closest to Earth in decades.

揭示磁性宇宙

索菲亞’大多數(shù)范式轉(zhuǎn)變的貢獻(xiàn)可能是讓天文學(xué)家“見(jiàn)”在比以往任何時(shí)候都更小的尺度上映射磁場(chǎng)。

一項(xiàng)研究表明，磁場(chǎng)曾經(jīng)被認(rèn)為可以通過(guò)阻止重力將原材料拉入成長(zhǎng)中的恒星來(lái)減緩恒星的誕生，有時(shí)可能會(huì)與重力一起起作用滋養(yǎng)星星的誕生。

索非亞研究了磁場(chǎng)在一系列尺度上在宇宙中的作用–從恒星形成到“小”現(xiàn)象的終結(jié)塑造整個(gè)星系,喂養(yǎng)黑洞,并導(dǎo)致整個(gè)星系合并。

索非亞在半人馬座A星系中觀(guān)察到的磁場(chǎng)顯示為幾個(gè)天文臺(tái)在多個(gè)波長(zhǎng)下拍攝的合成圖像上的流線(xiàn)。橫跨1600光年的大規(guī)模磁場(chǎng)與在可見(jiàn)光和其他波長(zhǎng)下看到的塵埃通道平行。但是，這些字段在中間附近顯得扭曲和扭曲。–來(lái)自合并形成半人馬座a的原始星系之一的螺旋形磁場(chǎng)的殘余。核心活躍的超大質(zhì)量黑洞增加了扭曲?？梢?jiàn)光和亞毫米波長(zhǎng)以橙色顯示，x射線(xiàn)波長(zhǎng)以藍(lán)色顯示，紅外線(xiàn)以深紅色顯示。

學(xué)分: 光學(xué): 歐洲南方天文臺(tái)寬視場(chǎng)成像儀；亞毫米: 馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所/ESO/阿塔卡馬探路者實(shí)驗(yàn)魏斯等人；X射線(xiàn)和紅外線(xiàn): NASA/Chandra/R?？ǚ?；JPL-加州理工學(xué)院/J?；?；索非亞/L。Proudfit

研究地球的新方法’大氣，氣候

索非亞以38,000至45,000英尺的高度飛行，飆升至99以上。地球上9% 的水蒸氣’掩蓋地面紅外觀(guān)測(cè)的大氣層。但是望遠(yuǎn)鏡仍然凝視著我們大氣層的上游。

在開(kāi)發(fā)了在這個(gè)難以研究的地區(qū)使用索非亞數(shù)據(jù)的方法之后，研究人員能夠直接測(cè)量地球中的原子氧’高層大氣。

研究其他大氣已經(jīng)在索非亞’駕駛室。通過(guò)以下方式觀(guān)察恒星的掩星海王星’s月亮特里頓揭示了它的氣氛的秘密，而具有挑戰(zhàn)性的金星觀(guān)測(cè)集可以幫助揭示以下報(bào)道磷化氫，微生物生命的潛在生物標(biāo)志物,在那個(gè)星球上’的氣氛。

一顆星星誕生了–或不是

通過(guò)在紅外光下觀(guān)察，索非亞揭示了恒星形成的秘密，否則這些秘密將一直隱藏在巨大的氣體和塵埃云中。

索非亞的一個(gè)主要研究領(lǐng)域涉及一種叫做“反饋，”恒星幫助或阻礙附近更多恒星的產(chǎn)生。使用索非亞’在數(shù)據(jù)中，研究人員發(fā)現(xiàn)獵戶(hù)座星云正在清除氣泡沒(méi)有形成新恒星所需的物質(zhì)，而在另一個(gè)星云中，原始恒星是觸發(fā)新一代的誕生。

當(dāng)索非亞從40,000英尺高空探索宇宙時(shí)，天文學(xué)家學(xué)到了所有這些東西，還有更多。即使任務(wù)結(jié)束，為紅外天文學(xué)的下一章讓路，天文臺(tái)的發(fā)現(xiàn)’s數(shù)據(jù)將繼續(xù)。索菲亞’我們的遺產(chǎn)以及使任務(wù)成功的整個(gè)團(tuán)隊(duì)的遺產(chǎn)是教會(huì)了人類(lèi)更多關(guān)于宇宙的知識(shí)，并激勵(lì)其他人也這樣做。

索非亞是美國(guó)宇航局和德國(guó)航天局在DLR的聯(lián)合項(xiàng)目。DLR為任務(wù)提供了望遠(yuǎn)鏡，定期飛機(jī)維護(hù)和其他支持。NASA’美國(guó)加州艾姆斯研究中心’硅谷與總部位于馬里蘭州哥倫比亞的大學(xué)空間研究協(xié)會(huì)和斯圖加特大學(xué)的德國(guó)索非亞研究所合作，管理著索非亞計(jì)劃，科學(xué)和任務(wù)運(yùn)營(yíng)。該飛機(jī)由NASA維護(hù)和操作?！挥诩永Ｄ醽喼菖聊反鸂柕陌⒛匪固乩曙w行研究中心703號(hào)大樓。索非亞在2014年實(shí)現(xiàn)了全面的運(yùn)營(yíng)能力，并于9月結(jié)束了最終的科學(xué)飛行。29,2022。

上次更新:2022年9月30日

編輯:阿比蓋爾塔博爾

原文：NASA