星星上和里面有什么？活动星系核会发生什么？回答这些问题是月球上巨型干涉仪的目标。它被称为阿尔忒弥斯启用的恒星成像仪（AeSI），将在月球表面以1公里长的椭圆阵列部署一系列15-30个光学/紫外线敏感望远镜。
由美国宇航局戈达德航天中心的肯尼斯·卡彭特博士领导的美国科学家和工程师团队与戈达德综合设计中心合作，刚刚完成了为期9个月的AeSI可行性研究，并发表了研究结果。这项研究是由NASA的创新先进概念（NIAC）项目资助的，该项目允许科学家和工程师研究未来项目的有远见的想法。
AeSI是基于一种名为恒星成像仪（SI）的自由飞行紫外/光学空间干涉仪的早期概念。据卡彭特说，他们看到了美国宇航局在月球表面建立栖息地和支持基础设施的阿尔忒弥斯运动取得的稳步进展。在月球上建立设施的想法开始看起来更可行，而且与自由飞行相比更具竞争力。他说：“因此，我们向NASA创新先进概念（NIAC）计划提出开发SI概念的一种变体，称为阿尔忒弥斯启用的恒星成像仪（AeSI），它可能会与阿尔忒弥斯战役合作建造、部署、操作和服务。”
阿耳忒弥斯机会和干涉仪
美国宇航局提议通过阿尔忒弥斯任务重返月球，这为天文学家提供了一个部署干涉仪和其他望远镜的机会。这将利用由阿尔忒弥斯基础设施支持的环境，并且不受地基或天基阵列可能遇到的一些限制。
NIAC资助的研究侧重于许多科学目标。它指出，“这项任务将使革命性的科学成为可能，包括：对附近（~ 4pc）的太阳型恒星和更远（>2kpc）的超巨星的表面进行成像，以研究磁驱动的活动（斑块、星点、对流），对新生恒星周围的吸积盘进行成像，并解析活动星系核（AGN）中心引擎周围的区域。”
对恒星表面的成像为其内部的活动提供了线索。如果这些恒星与太阳相似（即主序星），这将使我们更深入地了解离我们最近的恒星在做什么。据卡彭特说，AeSI观测还将帮助科学家了解驱动太阳和其他恒星磁场活动的发电机活动。他说：“我们提议对类太阳恒星进行初步研究，利用高空间分辨率恒星成像来观察表面磁活动表现的周期性时间演变，利用高时间和空间分辨率星震学来探测恒星的内部结构，获得建立太阳/恒星磁活动真正预测模型所需的信息。”
从月球探索恒星
让我们快速总结一下AeSI的可能目标。它可以研究像半人马座α A、Procyon A、天狼星A和epsilon Eridani这样的主序星，以收集它们表面活动和驱动它们的磁活动的细节。然后，这些干涉测量数据可以与空间分辨的星震学研究相结合，从而更准确地了解这些恒星内部到底发生了什么。此外，它可以帮助科学家了解恒星活动如何影响其行星的存在和可居住性。
除了了解这些恒星发生了什么（以及对太阳的影响）之外，干涉测量学研究还可以直接应用于预测太阳活动及其对地球的影响。AeSI将提供高空间和时间分辨率的成像能力，这将使我们看到恒星表面以及它们如何随着磁循环而变化。科学家将能够“看到”磁场驱动的活动，如星黑子（类似于太阳黑子）、热斑和对流活动。太阳和其他恒星上的活跃区域非常明亮。在太阳上，它们主导着光的波长，这对预测太阳活动对包括地球在内的周围行星的影响至关重要。
研究更复杂和遥远的物体
月球上的AeSI装置也将提供对其他恒星周围吸积盘的非常详细的观察。这些区域的细节观察可能具有挑战性。这是因为它们通常很难从恒星中分离出来。超新星是另一个已知的目标，特别是特大质量恒星结束生命的灾难性爆炸的喷出物。AeSI可以帮助天文学家探测超新星爆发初期膨胀的碎片云。
AeSI还应该能够对活动星系核中发生的复杂事件进行成像。特别是，AGN风似乎存在于大多数这些物体周围。它们的速度和质量损失量为银河系中心物体的结构提供了线索。AeSI对这些区域的测量也有助于更精确地测量这些物体（类星体）的距离，并有助于测量宇宙常数。卡彭特说，这样的研究将需要扩展AeSI阵列的能力。“因为即使是最亮的AGN的距离，我们也需要更大的外阵列直径来分辨中心引擎周围的区域，这可能是唯一足够明亮的部分，可以被AeSI成功探测到，”他解释说。“我们正在探索通过使用比目前可能的更高的紫外线反射率的反射镜涂层、改进的紫外线探测器和更大的反射镜元件来提高AeSI的紫外线灵敏度的方法。这些改进将极大地提高我们研究更广泛的AGN样本和单个AGN更多部分的能力。”
AeSI的实现
AeSI的基本任务设计取决于即将到来的阿尔忒弥斯任务中宇航员和/或机器人的部署。阵列中的每个元件将是一个部署在小型漫游车上的一米望远镜。该阵列将根据具体观测的需要扩大或缩小。来自阵列的数据将由中央波束组合“集线器”收集，并重建以创建目标恒星或其他物体的图像。
月球为AeSI提供了非常好的、稳定的环境。它没有大气干扰望远镜的视野，这意味着不需要自适应光学来校正空气运动。这也意味着干涉仪可以在比任何地面阵列更短的波长下工作。需要考虑的两个挑战（除了望远镜和支持硬件的交付以及实际的施工过程）是尘埃和月震期间的地震运动。然而，这些都是可以处理的。
现在我们等待阿尔忒弥斯
如果NASA选择实施这个任务概念，最大的问题将是：何时何地部署它？这一切都取决于阿尔忒弥斯计划的进展，以及它可能为邻近天文台提供的能力。目前，第一次载人任务最早要到2026年春天才会进行。后续的飞行将奠定更多的基础设施，这些飞行的节奏仍然未知。因此，现实地说，最早的AeSI可能会在本世纪30年代末或40年代初实施。
至于干涉仪的部署地点，研究小组建议在月球南极的几个地点，最好靠近先前建造的阿尔忒弥斯基础设施，以便阿尔忒弥斯的宇航员或机器人能够轻松进入。然而，如果阿尔忒弥斯能够支持，定位在更遥远、更低纬度的可能性也会引起人们的兴趣，因为它可以观测到更多的天空。AeSI团队的下一步工作是对干涉仪所需的技术进行更多的研发，并继续探索它可以适应的其他科学研究。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
