摘要:本周,一年一度的英仙座流星雨如约而至。然而,城市的光海淹没了夜空的深邃,明月也即将升到半空,肉眼捕捉流星几乎是一种奢望。师生们准备用一个有趣的方法——借助无线电监测,“听”流星划过星空的声音。
教学楼顶,一群高中生“听”流星划过。
晚上8时,晚风卷着夏末的余温,暮色漫过位育中学博育楼的露台。一群师生正蹲在地上,专注地摆弄着几节PVC管与金属伸缩天线。
他们,正在为一场“追星”行动做准备。
本周,一年一度的英仙座流星雨如约而至。然而,城市的光海淹没了夜空的深邃,明月也即将升到半空,肉眼捕捉流星几乎是一种奢望。师生们准备用一个有趣的方法——借助无线电监测,“听”流星划过星空的声音。
“流星进入地球大气层时会与大气剧烈摩擦,进而产生独特的电离尾迹。”位育中学天文观测课题组指导教师陈凯解释道,如果把调频广播的信号想象成一个球,这道电离尾迹可以看做一个乒乓板,能把原本射向宇宙深处的小球“弹”回地球。也就是说,如果忽然监测到平日无法听到的远方电台,就很有可能是流星划过。
这需要天文观测课题组和无线电社的同学们通力合作。“最早我们用圆管做框架,钻孔容易钻歪,组装完一拎就散架,后来改成了方形的,铁丝也换成了金属杆,更稳。”听说有“追星行动”,2023届校友赵聿飞回到母校,帮助学弟学妹们一起组装“捕星器”。
这已经是第三代装备了。学生以两段75厘米和86.25厘米长的PVC管作为主梁相接,再向左右两侧各伸展出3对84.3、89、91.8厘米长的金属拉杆天线,组合成一个“王”字结构。形状和长度,都是他们在选择以80MHz为监听的频率中心后,使用物理公式计算,再结合前辈经验并经历多次试验后,才总结出的门道。无线电社指导教师王嘉忱是80后,他的记忆似乎回到了儿时的暑假,“阿拉小辰光看电视,就需要用‘八木天线’来对准电视台!学生们现在手工制作的就是当年‘八木天线’的简易版”,他希望,如今的孩子,也能拥有这样慢悠悠摆弄天线、细听宇宙回响的心境。支架转动,天线对准了东北方向——师生将目标锁定在位于大阪的一家波段为85.1兆赫的电台上。天线和笔记本电脑相连,屏幕上亮起蓝色的频谱图,耳边杂音传来。“这是底噪,等流星来,就会出现尖峰。”
频谱图可以帮助师生判断是否有流星划过
时间分秒过去,沙沙的底噪宛如远处的海浪声,也一波波冲击着师生们的耐心。就在露台另一侧,夜色中,一座穹顶缓缓开启。去年9月,位育中学天文台经过升级改造重新和师生见面,除了望远镜,并在AI技术的辅助下,让平日里难见繁星的都市学子,有了将目光投向光年之外的可能。“希望不仅能让同学们经历真实的科学观测过程,感受到科学研究的一般方法,还能激发起他们对自然的好奇以及对人生的思考。”陈凯说,虽然很少有同学有观星体验,但并不妨碍他们的热情——天文选修课一推出,名额就需要“秒杀”。
高一女生张元源忙着用神经网络给星空画像,收集了各种各样的长曝光的夜空照片,编写代码,在保留流星、卫星与飞机轨迹的关键特征的情况下改变照片形态,希望通过这种数据增强手段,让人工智能模型学会分辨流星、卫星与飞机的轨迹;高三的索明达则制作了一个“星空导航仪”,让观测者可以根据天体坐标、观测者经纬度和时间算出角度,再用高低频声音提示如何调整无赤道仪的望远镜,实现辅助寻星。
高一女生张文菽的“用人工智能辅助深空天体定位”的课题刚开始不久,她最大的心愿是:想见一见球状星真实的模样。在经历了一个多小时的寻找后,望远镜旁传来一阵欢呼,“看,这就是!我们找到了!”蛇夫座M10的身影出现在视野中。
同学们通过穹顶望向星空
然而,露台的考验还在进行。
终于。22点56分,耳机里嘈杂的噪音中似乎传出了人声,频谱图上猛地蹿出一道尖峰,又倏然回落。“有了!”22点59分、23点04分、23点23分……同样的尖峰接连出现,让人不仅屏住呼吸。
“如果有目视流星记录,能对得上无线电信号,那就更好了。”下一轮的探究,在夜色中开始了。尽管很难看清彼此的脸,但那道来自心底的光,灿若星辰。
栏目编辑:郜阳 题图来源:顾圣灏 摄 图片来源:除署名外为采访对象供图
来源:新浪财经