这两天,一段延迟摄影后快放的视频在油管上引起了轰动:
深蓝色的背景下,四个白色的小圆点,围绕着中心的深色圆盘做缓慢的绕行…
这短短7秒钟的视频,记录的是133光年外一个地外行星系统的运动,那是一个和我们太阳系相似的系统,多颗行星围绕着一颗恒星公转…
这是人类第一次直接观察并记录下的地外行星系统,更是人类第一次如此直观地拍到行星围绕恒星公转的场面。
谁能想到,这7秒的视频,竟耗费了制作者长达十二年的时光。
因为这段视频,地球,木星等八大行星围绕太阳运转的常识,终于有了直观又现实的参考画面…
说起来,自天文学知识普及以来,人类都知道八大行星围绕着太阳公转的常识。
可是,在描述行星围绕太阳公转的时候,科学家和老师们要么只能用仪器演示,要么只能用CG动画,没有可以展示的真实图像…
太阳系演示模型
这也不难理解,毕竟我们身处地球,无论是观察太阳,还是观察环绕太阳运动的火星,金星等行星,都无法窥见它们环行运动的全貌。
而以现有的技术,也无法发射一个足够遥远的航天器,从垂直于黄道面的遥远地方,“俯拍”下八大行星围绕太阳作“绕圈”运动的完整轨迹。
太阳系八大行星运行轨道俯看示意图
虽然观察不到我们自己太阳系的行星运动,但找到和太阳系相似的遥远行星系统,观察它们的运动,不也能作为参考,以此阐明行星围绕恒星公转的道理吗?
半个世纪以来,随着科技的进步和哈勃望远镜等观天神器的出现,人类逐渐发现了众多发光发热的恒星,也逐渐发现了自身并不发光的地外行星。
2004年,人类第一次直接观测到了地外行星,半人马座的2M1207b。
左下角红点为2M1207b,中心的白色大圆是它环绕公转的恒星2M1207
而到了2008年,人类更是第一次直接观察到了一整个地外行星系,那是距地球133.3光年的天马座的恒星HR8799和环绕它的多颗行星。
发现HR8799的消息在天文学界的圈子里传得相当火爆。
那时,美国西北大学的天文学者Jason Wang得知这条消息,瞬间对它产生了浓厚的兴趣。
那时,Wang冒出了一个想法:
如果每年给HR8799和围绕它的4个行星拍一些照片,作为观察行星系统运动的延迟摄影,多年后再把它们拼接加速制成视频,不就能直观地看到行星围绕恒星运行的轨迹了吗?
当时想着做这件事,Wang并不是出于科研的目的,纯粹是出于兴趣爱好。
只是他没有想到,这个举动他一坚持就是十二年,最终完成了一段前所未见的奇景…
2009年,当Wang开始行动的时候,他才意识到,拍摄地外行星的照片不是件容易的事。
HR8799是太阳的1.5倍大,亮度是太阳的5倍,年龄也很小,只有3000万年,它诞生的时候,地球的恐龙都早已灭绝了。
然而,HR8799距离地球毕竟有133光年,不借助庞大的国家级天文望远镜,很难拍摄清楚。
于是Wang拉上同事,一起向夏威夷的凯克天文台提出了申请,在每年能拍摄到HR8799的时期,租用大型天文望远镜,拍摄HR8799的照片。
就这样,Wang每年都会和同事们去夏威夷拍几次HR8799和环绕它的4颗行星。
这项没有回报的工作,他们一干就是七年。
在累积了七年的照片后,Wang合成了第一部延时摄影的视频,但Wang本人对视频不满意,于是又继续坚持了五年。
就这样,拍摄达十二年之久,积累了无数张照片之后,Wang终于挑出了最好的一组照片,合成这段长达7秒的珍贵视频。
尽管视频里的行星,没有一个围绕恒星跑完一个完整的圈,但已经能清晰看出它们绕行的大致轨迹。
靠中间恒星的最近的行星是HR8799e,它是木星的7.4倍大,绕恒星公转一周大约要45个地球年。
另外三颗行星也都是木星的数倍大,公转时间也更长,分别为100年,190年,最外侧的行星HR879b,其公转周期更是长达460年…
如果把这几颗行星换到太阳系做类比,它们大致相当于太阳系里的加大号木星,土星,海王星和天王星。
因为爱好和热情,Wang用十二年的坚持换来了一段让世界惊艳的7秒视频。
有了这段视频,过去只能用语言描述,模型展示,CG动画来演示的“行星围绕太阳公转”的知识点,如今终于有了现实的(参考)演示版本。
Wang说:
“科学里的一些微妙之处,用语言来描述可能显得困难,但用动态呈现出来,理解起来就容易多了。”
因为爱好试水之后,Wang燃起了进一步深入研究HR8799的兴趣,下一步,他和同事打算对HR8799行星系统进行光学分析,希望找到更多的科研细节。
兴趣是强大的动力,在它的激发下,人们往往能完成意想不到的壮举~
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