日合成首张500千兆赫天文干涉图

可揭示行星状星云化学环境和星际物质的进化过程

作者：常丽君

2013年09月04日 来源：科技日报 

　　科技日报讯 阿塔卡马大型毫米/亚毫米波射电望远镜阵列（ALMA）打开了人们观察宇宙的新视野。据物理学家组织网9月2日报道，最近，日本天文学家成功合成了围绕着行星状星云NGC 6302的碳原子分布图，这也是第一张由射电干涉望远镜拍摄的500GHz（千兆赫）频带高分辨率天文图像。这次观测是对ALMA第8频带接收器进行测试，这部分望远镜由日本国家天文台（NAOJ）建造。

　　NGC 6302是一个行星状星云。行星状星云是恒星走向死亡的最后阶段，NGC 6302中心恒星质量超过太阳许多倍，向两边喷出了双极形状的气体。ALMA第8频带接收器正瞄准星云的中心，显示出碳原子的分布集中在中心一小片区域，与围绕中心恒星的灰尘和气盘很相似。

　　ALMA有10个接收器频带，覆盖了广泛的频率范围。所有天线为每个频带都装备了精密的接收器。日本国家天文台承担了第4（接收频率为125—163GHz，毫米波）、第8（385—500GHz，亚毫米波）和第10（787—950GHz，太赫兹波）频带建设。

　　第8频带接收器能观察到许多分子、原子的无线电波谱，如碳原子波谱492GHz。研究人员解释说，根据温度和密度，宇宙气体可以分为三类：等离子云（粒子数密度：0.01/立方厘米，几百万摄氏度）、原子云（10/立方厘米，-160摄氏度）和分子云（10000/立方厘米，-260摄氏度）。原子云密度增加会变成分子云，分子云密度增加会变成恒星“温床”。反过来，如果受到高强度紫外线照射，构成分子云的分子也会分散变成原子。详细研究原子云和分子云的分布，有助于我们理解宇宙气体的演化。观察碳原子对研究原子云的分布与特征，探索宇宙化学成分至关重要，因为许多复杂分子都是通过碳原子和氢、氧等其他原子的化学反应形成。

　　此前对500GHz频带的观察，包括对宇宙中碳原子无线电谱线的观察是由单碟射电望远镜来完成，分辨率一般在15角秒或更大（1角秒=1/3600度）。而ALMA分辨率大大提高，第8频带接收器由5个7米天线组成，每个分辨率达到3.5角秒，而所有的ALMA天线组合在一起，分辨率可再提高400倍。

　　进一步观察还将更详细地揭示星云的化学环境，研究人员希望ALMA观察台能揭示星际物质的进化过程。