位於亞利桑那州隕石坑上方,最近安裝了一座「火球攝影站」,透過多台攝影機捕捉影片並拼湊出夜空的馬賽克圖像。這些影像為探測與理解流星的科學研究做出了卓越貢獻;流星是行星碎屑的微小顆粒,以超過每小時 20,000 公里的速度撞擊地球。
作為「羅威爾天文台全天流星監測」(LO-CAMS)計畫的一部分,該站點的自動化攝影機負責觀測流星墜入地球大氣層時產生的閃光。Tru Vue UltraVue® Laminated Glass(夾層玻璃) 保護著站內安裝的 16 台攝影機,確保其在極端環境下仍能順利記錄並處理影像。
與 LO-CAMS 一同學習
位於亞利桑那州旗桿市的羅威爾天文台是一所獨立的非營利研究機構,其使命是探索宇宙,並與專業同儕、社會大眾及後代子孫分享發現。該天文台由 Percival Lowell 於 1894 年創立,是美國最古老的天文台之一,並被列為國家歷史名勝。天文台目前的科研項目包括研究太陽系中的小天體,如彗星、小行星與流星。
羅威爾天文台的天文學家暨 LO-CAMS 計畫負責人 Nick Moskovitz 博士對小行星與流星特別感興趣。他表示:「LO-CAMS 的設計與實施是基於非常成功的 CAMS 計畫。」
「全天流星監測」(CAMS)由加州山景城 SETI 研究院的 Peter Jenniskens 博士於 2010 年構思並建立。支援 CAMS 的站點網絡旨在確認並偵測流星雨,並將流星群與太空中的特定母體(如彗星和小行星)聯繫起來。CAMS 的另一個目標是在罕見的大型火球事件中協助回收隕石;所謂火球,是指亮度超過金星的任何流星。
Moskovitz 報告指出:「整體而言,CAMS 是一個極為成功的系統,自 2010 年以來已偵測到超過 300 萬顆流星。」他估計,包括隕石坑站點在內的北亞利桑那州 LO-CAMS 火球攝影機,每晚可記錄多達 XNUMX 顆流星。
Moskovitz 解釋道:「多個攝影站讓我們能夠對偵測到的流星進行三角測量,藉此測量它們進入大氣層的速度、燃盡的高度以及撞擊大氣層的角度。這提供了流星穿過大氣層的 3D 軌跡,使我們能夠回溯推導它在太陽系中的起源;對於那些體積大到足以在大氣層中倖存的流星,我們則可以預測隕石(即岩石)將掉落在地面的位置。」
在隕石坑抵禦自然嚴酷考驗
LO-CAMS 目前運行四個此類站點,其中包括位於亞利桑那州溫斯洛郊外隕石坑的新站點。該隕石坑形成於 50,000 萬年前,當時一顆重達數十萬噸的小行星穿越太空並撞擊地球。這次撞擊移位了 300 億至 400 億噸岩石,形成了一個深 570 公尺、寬 4,100 公尺的巨坑。如今,隕石坑的訪客發現中心為大眾提供了全球最詳盡的隕石撞擊科學互動展示,並提供坑緣導覽。
Moskovitz 描述道:「亞利桑那州風力最強的地方就在安裝攝影站的隕石坑訪客中心角落。那裡可能遭受颶風級強風、酷熱、雨雪的侵襲。除了這些惡劣條件外,該處的高海拔也讓紫外線異常強烈。我們需要建立一個能抵禦這些元素的站點,同時也必須確保玻璃不會產生內部反射,尤其是在滿月期間。」
LO-CAMS 團隊評估了多種材料與建築方案,以打造存放攝影機的氣密外殼。Moskovitz 指出:「LO-CAMS 設計的動機之一是完全使用成本相對較低的現成組件。我們能夠利用相當標準的儀器進行非常有趣的科學研究。」
打造攝影站
與現今大多數人一樣,LO-CAMS 團隊首先從網路開始搜尋。在聯繫 Tru Vue 時,Moskovitz 發現博物館與修復聯絡官 Yadin Larochette 對於這項計畫的獨特應用展現出極大的熱誠。Moskovitz 讚許道:「Yadin 非常樂於提供協助,與她合作非常愉快。」
Larochette 表示:「UltraVue Laminated Glass 擁有讓其成為裝框與展示文化遺產及藝術收藏品理想選擇的優異特質,這促使羅威爾天文台的創新科學家們選擇將其運用於這一獨特領域。」
她進一步說明:「專利的抗反射鍍膜與低鐵白板玻璃基材展現了極致清晰的色彩與透光率,同時能提供 99% 紫外線阻隔,帶來最佳的觀測體驗。此外,它還具備防碎功能,提供卓越的安全性與防護,若玻璃破損或受損,在更換玻璃前仍能保護攝影機。」專為效能與耐用性而設計的 UltraVue Laminated Glass 是長期使用外殼設備的理想之選。
Moskovitz 重申:「從我們研究的一切來看,UltraVue Laminated Glass 具備我們所需的堅固性與品質。其卓越的光學品質幾乎不產生反射,能阻隔紫外線,並保護攝影機免受極端天氣的影響。」
UltraVue Laminated Glass 為安裝在焊接鋁製外殼內的 16 台攝影機及相關電子設備提供了一個密封窗口。為了打造這些外殼,Moskovitz 提到另一個創意供應商:「旗桿市是距離大峽谷最近的大城市,當地對激流泛舟有著濃厚興趣。我們與 Artisan Metal Works 合作,這是一家製造極其耐用泛舟箱的當地店鋪。這些箱子具備氣密與水密特性,也非常符合我們的需求。」
結合了 Tru Vue UltraVue Laminated Glass 的剛性與耐用性,以及 Artisan Metal Works 的鋁製外殼,這座重型火球攝影站於 2018 年 50 月在隕石坑訪客中心安裝完成。透過程式設定自動運行且僅需極低維護,攝影機每晚記錄超過 XNUMX GB 的數據。每天早晨,站點會將影像傳輸給 LO-CAMS 團隊,協助他們進一步研究並了解流星,最終與所有人分享他們的發現。
Moskovitz 宣稱:「在我們的網絡中加入隕石坑站點意義重大。幾個月前我們每晚大約記錄 XNUMX 顆流星,現在經常超過 XNUMX 顆。」
以下是近期偵測到的一些流星影片。Moskovitz 進一步解釋道:「在影片中,固定的光點是背景恆星,斑點圖案僅是影像雜訊,若仔細觀察,可以看到流星劃過視野。事實上,在影片結尾處有兩顆流星,其方向與速度非常相似,這表明它們可能來自同一顆母體小行星或彗星。這裡的流星亮度可能足以被肉眼看見,但其顆粒其實不比大理石大。它們以極高的速度(超過每小時 20,000 公里)撞擊大氣層,在撞擊時完全氣化,這正是我們看到閃光的原因。」
我們期待在未來幾年,這項計畫能帶來更多有趣的科學成果。
欲了解更多關於羅威爾天文台、其研究及大眾計畫的資訊,請瀏覽: www.lowell.edu。 欲參觀隕石坑,請前往: http://meteorcrater.com規劃您的行程。欲了解更多關於 LO-CAMS 計畫的數據,請參閱: http://cams.seti.org/FDL/index-LOCAMS.html
