Stardust@home:常见问题解答

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什么是 Stardust@home?

Stardust@home 是一个空间科学项目,大众志愿者将帮助科学家定位来自遥远恒星的微粒。这些微粒被“星尘”飞船上的气溶胶收集器捕捉并保存其中。2006年1月15日,返回舱携带收集器和嵌入其中的微粒回到地球,Stardust@home 的目的就是找到气溶胶中的那些微粒。


Stardust@home 在找什么?

Stardust@home 要找的是微小的星际尘埃颗粒,那是产生于遥远恒星、在宇宙中自由飞行的颗粒。它们非常微小,最大的直径只有几个微米,因此难于探测。在过去的 20 年,飞跃火星轨道的飞行器发现太阳系正在穿越银河系中一股持续稳定的星际尘埃流。


“星尘”带回了多少星际尘埃?

非常少,估计总共有 40-100 个,只有把它们都找到才能确定。作为比较,用科学的方法估计“星尘”捕获了超过百万的“怀尔特2”彗星颗粒。


Stardust@home 如何工作?

使用光学显微镜,Stardust@home 的科学家正在为这些气溶胶的每块微小局部建立相应的一小段数字“电影”。覆盖 1000 平方厘米的气溶胶表面总共需要拍摄 1.6 兆部“影片”!这些电影存储在加州大学伯、克利分校、空间科学实验室的数据库里,自动的发送给世界各地的参与者们。

每位参与者使用“虚拟显微镜”一次察看一个影片,以确定该区域是否有星际尘埃造成的冲击。结果将返回 Stardust@home 的伯克利总部,并给参与者发送新的影片。

每个影片会发给四个不同的用户,由他们独立的作出评估。如果多数人怀疑该影片显示有嵌入的微粒,那么它将被有经验的科学家进一步细查,同时气溶胶的这一区域也会被检查。


气溶胶“影片”是什么?

气溶胶“影片”是在气溶胶收集器的同一微小局部,不同深度上聚焦拍摄的 40 张连续图片。焦点的深度从气溶胶表面 20 微米开始至 100 微米深处。“影片”实际上是按焦面深度处层推进的,看上去就像渐渐进出气溶胶内部一样。


什么是“ Virtual Microscope (虚拟显微镜)”?

虚拟显微镜是一个基于网页的程序,Stardust@home 的参与者可以用它来浏览气溶胶影片搜寻星际尘埃。在虚拟显微镜的帮助下,人们可以连续、平滑的在不同的焦平面上移动,效果上如同进出气溶胶一样。


为什么星际尘埃如此难以定位?

星际尘埃非常微小,最大直径仅有几个微米。因此它们只能闯入到气溶胶表面下很浅的地方,而经过 7 年的太空飞行气溶胶表面早已破碎不再完整;数量稀少而又微小的星际尘埃颗粒隐藏在大量的裂痕中,找起来当然不容易。


Mac 和 Linux 系统可以使用虚拟显微镜么?

是的。虚拟显微镜是基于网页的程序,所以用不着下载到你的计算机中,只要用浏览器访问“显微镜”网页就行了。Mac、Linux、Windows 平台都没问题。


需要具备什么资格才能成为 Stardust@home 的参与者?

在你下载第一部影片之前,需要完成一个教你识别星际尘埃踪迹的简短培训。并且经受小测试以表明你确实能够认出微粒轨迹。整个过程大约需要 20 分钟,然后就可以开始处理气溶胶的真正影片了。


假如我看到了一个如何才能认出那就是星际尘埃的踪迹呢?

尘埃的冲击会在气溶胶中留下一个胡萝卜形状的通道,通道的尽头就是尘埃本身。当用虚拟显微镜观察的时候,实际看到通道的形状是个圆形并从气溶胶表面连续的进入到相当的深度。对比一下,气溶胶中的裂痕和缺陷能在某些深度上看到但是当虚拟显微镜聚焦到他层面上的时候就消失了。


怎样才能注册?

http://stardustathome.ssl.berkeley.edu/ 点击“预注册”。你需要填写你的电子邮件地址,当项目开始的时候我们会用它通知您。


怎样才能知道我发现了一个?

你不会立刻得知,即使你深信你已经找到了一个。微粒必须由科学家直接检测气溶胶才能被确认。然而,你可以在一个特别的、只有你才能访问的网页上跟踪你的进程。该页面时自动更新的,它会给你一些诸如你已经处理过的影片号码、你标记过的区域是否被证实真的有微粒之类的信息。


为什么计算机程序不能发现尘埃微粒?

在模式识别程序能够识别出星际尘埃在气溶胶中产生的冲击标志前,它必须要从这种冲击的样本中“学习”。由于之前从未用气溶胶捕获过星际尘埃,也就不存在这种样品。因此没有软件可以进行识别。相反人眼只需要进行最小限度的训练就能认出这种冲击。


这些星际尘埃是如何捕获的?

“星尘”飞船配有一个气溶胶做的网球拍状微粒收集器。在“星尘”号7年的传奇飞行的两个不同时期——2000年2月至5月 和 2002年8月至12月 ——飞船穿越了这股进入太阳系的星际尘埃流。在此期间“星尘”号展开微粒收集器将气溶胶暴露在这股尘埃流中。星际尘埃微粒以最快每秒 26 千米的高速撞上并嵌入这种极轻的物质之中。这些尘埃将保存在气溶胶之中直到科学家把它们提取出来用作研究。


什么是气溶胶?

气溶胶是硅基的固态物质,和玻璃很相似但是密度要低 100 倍。它的内部结构 99.8% 都是空的,呈淡蓝色的透明状非常的轻。由于它轻盈的外观,常被称作“固体烟”。


为什么“星辰”要使用气溶胶呢?

气溶胶有着非同寻常的特性,包括绝热效果胜过最好的玻璃纤维 39 倍。对星尘项目来说,气溶胶最重要的特性是它对高速飞行的微粒减速和保护的作用。彗星和星际尘埃颗粒会以 10 倍于“星尘”的飞行速度,也就是大约 20 千米/秒的相对速度撞上“星尘”。通常,它们撞上途中的固体物质时会被粉碎或蒸发掉。但是气溶胶能够让这些颗粒减速并最终在几十微米的距离上停下来,比其他任何已知物质更好的保护它们。


“星尘”号的使命是什么?

“星尘”号于1999年2月7日发射,它的任务是收集彗尾的颗粒以及星际尘埃。为此它携带了一个网球拍状的由 130 块气溶胶组成的收集器。在2000年2月到5月、2002年8月至12月,“星尘”号穿越了一股银河系中目前正闯入太阳系的星际尘埃流,在此期间张开收集器捕获、并将星际尘埃保存在气溶胶中。在2004年1月2日,“星尘”号在“怀尔特2”彗核处穿越了 240 千米,飞船承受了彗星抛出的气体和残片的猛烈轰击。在此次交会期间,“星尘”号再次张开气溶胶收集器,用收集器的另外一面捕捉古老的彗星碎片。


星尘样本是如何被带回地球的?

2006年1月15日,“星尘号”探测器在历时七年的飞行中共飞越了 30 亿公里(约 20 亿英里)的路程后,满载彗星尘埃样本的“星尘”号飞船返回舱稳稳降落在美国犹他州的沙漠中。探测器随后被运送到 Johnson Space Center(约翰逊太空中心),科学家们正在设法提取这些星尘微粒,以供世界各地的科学家们研究。


为什么科学家会对星际尘埃感兴趣?

星际尘埃微粒是能够从其他星系到达我们太阳系的唯一物质,科学家们迫切地希望能够得到它们。特别的是,科学家们希望通过比较它们和我们的太阳以及太阳系的同位素组成比例的不同。在我们星系外,是否存在更多的“太阳”?“太阳系”,是否是我们唯一的家园?对遥远的恒星组成进行研究,有助于回答这个问题,星尘号带回的样本给科学家们提供了又一种研究方式。


(附注:本页面内容来源于“行星协会”网站,阅读原文请点击这里。)