透过一滩水银看星星

很容易想象雕刻玻璃来制造一件科技产品的零部件。我们每天都能看到它们——在眼镜中、在高中化学课的显微镜中，甚至在大多数望远镜中。但天文学家做了一些不同的事情。他们用一种更奇怪的成分制造了一架望远镜：液态汞。

国际液体镜面望远镜 (ILMT) 位于喜马拉雅山的山顶，其镜面由一个旋转的液态汞桶组成。这个国际项目由印度、比利时、波兰、乌兹别克斯坦和加拿大合作完成，最近成功观测到第一颗超新星，表明这些液体奇迹可用于现代天文学。他们的研究结果可在预印本服务器 arXiv 上找到，并发表在《列日皇家科学院公报》上。

“ILMT 是第一台专为天文学设计的液体镜面望远镜，位于一个良好的天文位置，”新论文的合著者、不列颠哥伦比亚大学的天文学家保罗·希克森 (Paul Hickson) 解释道。过去，NASA 曾使用小型液体镜面望远镜 (LMT) 来监视小行星和其他太空垃圾，但这些望远镜通常位于不太理想的位置，而且尺寸比直径 4 米的 ILMT 要小。

詹姆斯·韦伯太空望远镜和夏威夷凯克天文台等天文学主要望远镜均使用巨大的玻璃镜，这些镜面经过精心打磨，形成完美的抛物线，这是反射望远镜聚焦光线所需的形状。LMT 的工作原理是旋转液体（通常是水银）来形成抛物线。望远镜操作员必须密切关注旋转的液体，因为任何微小的干扰都会使图像模糊。

由于 LMT 避开了完善玻璃巨兽的棘手且耗时的工作，因此制造成本通常较低。然而，它们有一个非常明显的缺点，这可能会破坏许多科学案例。这些独特的望远镜只能直指上方（称为天顶指向），因为任何倾斜都会因重力而扰乱旋转的流体。因此，与传统望远镜不同，它们不能简单地转向天空中的任何目标——它们是固定的，因此必须等待目标从头顶经过。

多年来，LMT 的想法一直在天文学界流传，“很高兴看到这种方法得到全面实施并产生良好的科学成果，”加州大学洛杉矶分校的天文学家兼经验丰富的仪器制造者 Ian McLean 评论道。“但是，”他补充道，“除非对天顶指向望远镜的需求突然变得不可或缺，否则我会非常惊讶这项技术在未来能够流行起来并变得普遍。”

不过，ILMT 团队对他们的望远镜有一个清晰的计划，利用独特的天顶指向限制。他们计划夜复一夜地盯着同一片​​区域，像宇宙守望者一样观察任何有趣的东西。希克森解释说，目标是“每晚反复观察一大片天空，以探测变化的事物”，比如恒星在超新星中爆发或完全爆炸，或者小行星在我们自己的太阳系中飞驰而过。ILMT 发现的任何事物都可以由传统天文台跟踪，传统天文台通常会在夜间追踪天体，很少连续两次观察同一个地点。

2022 年望远镜首次亮相后，ILMT 最近捕捉到了一颗已发现的超新星 SN 2023af 的光线。麦克莱恩补充道，这次成功探测是“液体镜面技术望远镜团队的一次巨大胜利”。该团队希望这只是未来众多超新星中的第一颗。据中国西南天文研究所研究员、本文第一作者布拉杰什·库马尔 (Brajesh Kumar) 称，他们预计 ILMT 从现在起“每年将发现和监测数百颗超新星”，希望能揭开恒星生命终结的细节。