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天文現(xiàn)象
天文現(xiàn)象是天體到了某個(gè)特定位置(客觀上的位置)或狀態(tài)而造成的特殊現(xiàn)象。有些天文現(xiàn)象是占星術(shù)上的熱門話題,事實(shí)上觀測(cè)天文現(xiàn)象是研究和拍攝天體的好機(jī)會(huì),例如小行星掩星的聯(lián)合觀測(cè)可測(cè)定小行星的形狀和大小。一些特定天象的觀測(cè)活動(dòng)成為業(yè)余天文愛(ài)好者們的樂(lè)趣。例如,除了中微子外,還有一種來(lái)自宇宙深處的稱為宇宙線的高能粒子流,也在不斷地轟擊地球,并且可以到達(dá)地球表面。天體與天體之間的掩食現(xiàn)象,主要如“食”“掩”“凌”等現(xiàn)象。如:日食:日全食、日偏食及日環(huán)食月食:月全食及月偏食、半影月食。
正是因?yàn)橹形⒆优c其他物質(zhì)之間的 相互作用極其微弱,所以很難對(duì)它進(jìn)行檢測(cè)。直到1956年,美國(guó)物理學(xué)家萊茵斯才在一個(gè)核反應(yīng)堆發(fā)射的 中微子洪流中,通過(guò)特殊的 方法驗(yàn)證了中微子的 存在。1995年,萊茵斯因這項(xiàng)成果而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
那么,中微子與天文學(xué)研究有什么關(guān)系 呢?中微子是除了電磁波外,攜帶著宇宙中核反應(yīng)信息的 另一位信使,因?yàn)樘祗w的 核反應(yīng)會(huì)發(fā)射出中微子。中微子可以穿越星 系 ,且不與充滿宇宙的 電磁波輻射發(fā)生相互作用。星 系 的 磁場(chǎng)也不會(huì)對(duì)它們產(chǎn)生影響。而若論擁有中國(guó)現(xiàn)代最古老的大型天文望遠(yuǎn)鏡、從事現(xiàn)代天文觀測(cè)的天文臺(tái),那就要數(shù)佘山天文臺(tái)了。這些特殊的 性質(zhì)使得中微子可用于研究深空中所發(fā)生的 一些天文現(xiàn)象。
對(duì)天文學(xué)家來(lái)說(shuō),中微子所具有的 難以捉摸的 特性既有好處又有壞處。好處是,中微子幾乎不與別的 物質(zhì)發(fā)生相互作用,這意味著它們很容易從形成它們的 區(qū)域中逃逸出來(lái),并把這些區(qū)域的 信息帶給我們。
例如,在太陽(yáng)的 核心區(qū)域,中微子在核聚變中產(chǎn)生之后,可以毫發(fā)無(wú)損地穿過(guò)太陽(yáng)外層和地球的 大氣層,這使得我們可以通過(guò)對(duì)中微子的 檢測(cè)來(lái)研究太陽(yáng)內(nèi)部的 活動(dòng)。壞處也十分明顯,那就是中微子的 檢測(cè)極端困難。
如果科學(xué)家要用超純水來(lái)檢測(cè)來(lái)自深空的 中微子,假定槽罐的 長(zhǎng)度為數(shù)十米,那么也許不得不等上數(shù)十年才能檢測(cè)到一顆中微子。因此,要提高檢測(cè)效率,所需槽罐的 長(zhǎng)度將不是以米來(lái)計(jì)量,而是要長(zhǎng)達(dá)數(shù)千米。
于是,科學(xué)家想到了一個(gè)新的 創(chuàng)意:利用南極冰原厚達(dá)數(shù)千米的 天然冰層建造中微子探測(cè)器。這臺(tái)探測(cè)器被稱為“冰立方”中微子探測(cè)器,是迄今為止建造的 壯觀的 天文探測(cè)器。在這臺(tái)儀器中,冰起著以往研究中超純水的 作用,它既是靶體,又是觀測(cè)介質(zhì)。