巨型衛星亮度超越天空中多數恆星

有時,巨大的 BlueWalker 3 電信衛星比從地球上可見的一些最著名的恆星還要明亮

Trail left by BlueWalker 3 over McMath-Pierce Solar Telescope at Kitt Peak National Observatory, a Program of NSF's NOIRLab.

BlueWalker 3 衛星作為基特峰國家天文臺上方明亮光跡的延時影像。

在某些夜晚,天空中最亮的物體之一既不是行星也不是恆星。它是一顆名為 BlueWalker 3 的電信衛星,根據今天在《自然》雜誌上報道的觀測結果,有時它的亮度超過地球上黑暗地點可見的 99% 的恆星。

BlueWalker 3 是最近新增到已經衛星氾濫的天空中的最耀眼的新成員。僅太空飛行公司 SpaceX一家就已將 5,000 多顆衛星發射到軌道上,全球各地的公司總共提出了在未來幾年發射超過 50 萬顆衛星的計劃——天文學家擔心這種情況可能會妨礙對宇宙的科學觀測

密歇根大學安娜堡分校的名譽天文學家帕特里克·塞itzer說,這項研究“向我們展示了衛星亮度沒有界限”,他沒有參與這項研究。“我擔心我們將在未來十年看到大量大型衛星發射,這將永遠改變夜空的外觀。”


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暮光之星

電信公司 AST SpaceMobile 於 2022 年 9 月 10 日在德克薩斯州米德蘭發射了 BlueWalker 3,作為旨在使移動寬頻幾乎在任何地方都可用的衛星群的原型。該衛星巨大的天線陣列和白色使其能夠將大量陽光反射回地球,使其即使在黃昏時也閃耀。

為了量化其影響,專業和業餘天文學家開展了一項國際觀測活動,最終從智利、美國、墨西哥、紐西蘭、荷蘭和摩洛哥的地點發現了這顆衛星。研究人員使用稱為星等標度的標準天文指數評估了衛星的光芒,在該標度上,最亮的物體具有最小的數字。例如,明亮的金星可以達到 -4.6 星等,而北極星則暗得多,為 +2 星等。這大致是從城市用肉眼可見的星等極限。

2022 年 11 月 10 日,該衛星展開了天線陣列,使其亮度增加到 +0.4 星等。如果它是一顆恆星,它將是天空中最亮的十顆恆星之一。但是它的視亮度隨著衛星的旋轉而變化,到 12 月下旬,它已變暗至 +6 星等。然後它再次變亮,在 2023 年 4 月 3 日再次達到 +0.4 星等。

國際天文學聯合會是一個由專業天文學家組成的團體,建議近地軌道的人造衛星的最大亮度為 +7 星等。作者發現,BlueWalker 3 的亮度可能是其數百倍。AST SpaceMobile 表示,它計劃用 90 顆類似衛星的衛星群提供寬頻覆蓋,其中包括計劃於 2024 年初發射的 5 顆衛星。

分離的碎片

此外,該團隊觀察到在部署過程中有一個明亮的物體從主衛星上分離出來,後來得知這是在上升過程中保護摺疊天線的容器,之後被拋棄到太空。它也相對明亮,星等為 +5.5。

在給《自然》雜誌的一份宣告中,AST SpaceMobile 表示,它目前正在與 NASA 和天文學團體合作,以解決這些擔憂。

2019 年年中,SpaceX 成功發射了 60 顆衛星,創造了一條在夜空中滑行的“星鏈”,這讓許多天文學家感到驚訝。現在,近地軌道上散落著數千顆商業衛星。如果在長時間曝光期間被望遠鏡捕獲,這些物體可能會留下明亮的光條紋,從而使資料無法讀取。

天文學家長期以來一直引導他們的望遠鏡避開這些最亮的物體。馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天體物理中心的天文學家喬納森·麥克道爾說,如果 AST SpaceMobile 發射類似於 BlueWalker 3 的衛星群,這種權宜之計仍然是可能的,他沒有參與這項研究。

他說,更大的擔憂是其他公司也可能發射大型衛星星座。塞itzer 說,如果發生這種情況,“那麼夜空將發生不可逆轉的變化。”

尋求解決方案

為了避免這種情況,天文學家正在努力尋找共同的解決方案。例如,該研究的一些作者是一個新成立的名為 CPS 聯盟 的一部分,該聯盟旨在解決這個問題,並且一直在與包括 SpaceX 和 AST SpaceMobile 在內的公司聯絡。SpaceX 已經在嘗試使其衛星不那麼可見的方法,聯盟成員表示,AST SpaceMobile 似乎也願意降低其衛星的亮度。該公司表示,它計劃在其下一代衛星上使用防反射材料,以及某些飛行機動來降低航天器的視星等。

“他們給我們留下了非常好的印象,他們會更多地與我們合作,”聯盟成員、國家科學基金會 NOIRLab 天文學家康斯坦斯·沃克說,她也是該研究的作者。

她說,這種討論是前進的方向。“沒有人會回到昨天,回到我們擁有更黑暗天空的時候。”

本文經許可轉載,並於 2023 年 10 月 2 日首次發表

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