有水空间的系外行星

简单的激光系统可以帮助天文学家以低廉的成本发现新行星

图片来源:剑桥大学

赫瑞瓦特大学(Heriot-Watt University)的研究人员开发了一种利用简单激光寻找新类地行星的系统。

这种激光以每秒10亿次脉冲的速度发射光,由两块镜子和一块含有少量钛的蓝宝石晶体组成。

它由一种绿色激光驱动,类似于商店里售价不到5英镑的激光笔,可以将光转换成峰值功率为1千瓦的红外脉冲。

研究人员估计,它将典型的超快激光器的成本、复杂性和功耗降低了约10倍,这使其他科学学科的用户更容易使用它。

绿激光的星球

图片来源:赫瑞瓦特大学

“使用太空望远镜,天文学家已经确定了数千颗可能有系外行星的恒星,但每一颗都必须通过地面望远镜来确认,这些望远镜正在寻找恒星光线颜色的微小波动,这些波动是轨道行星的标志,”赫瑞瓦特大学超快光学小组负责人德里克·里德教授说。

“这些微小的波长变化证实了这颗行星的存在,并提供了它的质量和轨道周期。

“我们的新激光器是一个更小、更简单的版本,我们在2016年安装在10米长的南非大型望远镜上。

激光产生的光由数千个有规律间隔的光学频率组成,被称为频率梳。就像用来精确测量距离的尺子一样,频率梳是一个“波长尺”,允许天文学家测量精确的波长差异。

“由于观察系外行星可能需要数年的观测时间,天文学家建议使用许多专用望远镜指向候选恒星,我们的激光器可以成为这种系统的核心模块。”

赫瑞瓦特大学的博士生汉娜·奥斯塔潘科提出了这个新设计。

她说:“这种激光器的独特之处在于,我们已经证明,我们可以用一个简单的激光二极管为它供电——大约相当于一部iPhone的能耗。”

Ostapenko已经开发这种激光器和相关激光器三年了。她的目标之一是使它紧凑、健壮并能够交钥匙操作。

“与以前的许多超快激光器不同,我们的激光器包含很少的组件,并在通电后立即产生超快脉冲。

“更少的组件使它在机械上更稳定。使系统对振动免疫使激光有了不同的用途,比如卫星导航应用。”

今年8月,美国国家航空航天局演示了高功率激光器可以用来在月球上寻找水。

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