侯美玲
人類對(duì)天空的好奇和探究可以追溯到公元前2600年,古埃及人為了觀測(cè)天狼星,建立了迄今為止世界上最早的天文臺(tái)。
1576年,第谷·布拉赫建立的天文臺(tái)配備了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的天文儀器。天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)明后,巴黎天文臺(tái)、格林尼治天文臺(tái)陸續(xù)建立。隨后,大口徑反射望遠(yuǎn)鏡的使用,使得天文觀測(cè)進(jìn)入全新時(shí)期,天文臺(tái)如雨后春筍般在世界各地落地建設(shè)。
紫金山天文臺(tái)位于南京玄武區(qū)紫金山海拔267米的天堡峰,被譽(yù)為“中國現(xiàn)代天文學(xué)的搖籃”,在暗物質(zhì)和空間天文、南極天文和射電天文、行星科學(xué)和深空探測(cè)等學(xué)科方向取得了不凡成果,還成功研制并運(yùn)行了我國首顆天文科學(xué)衛(wèi)星——“悟空”號(hào)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星。
20世紀(jì)80年代末,隨著南京市人口的快速增長,城市亮化燈光對(duì)天文觀測(cè)帶來了毀滅性打擊,加上工業(yè)污染帶來的灰霾,紫金山天文臺(tái)最終失去觀察天空的功能,只能作為科普教育基地存在。
為了避免建成便遭淘汰的尷尬,天文臺(tái)選址必須慎之又慎,意識(shí)到這一點(diǎn),一些天文臺(tái)由城市走向鄉(xiāng)村。遠(yuǎn)離城市,除了能有效避免光污染和霧霾影響,還能遠(yuǎn)離無線電波帶來的射電干擾。當(dāng)然,海拔越高的地方空氣越稀薄,對(duì)天體信號(hào)干擾越少。所以,天文臺(tái)要建在山上,海拔最好在5000米左右,且周圍沒有遮擋物。世界上公認(rèn)的三個(gè)最佳天文臺(tái)都設(shè)在高山之巔,分別為夏威夷莫納凱亞山山頂、智利安第斯山山頂、大西洋加那利群島山頂。
當(dāng)然,天文臺(tái)也可以建在海底。特瑪姆特海底天文臺(tái)位于美國夏威夷海平面以下4800米深處。夏威夷海清澈的海水像一面巨大的鏡子,為天文臺(tái)提供了天然光源。也許有人擔(dān)心海底天文臺(tái)觀測(cè)和接受天體信息的效果,結(jié)果恰恰相反,在某些情況下,比如觀測(cè)太陽核心部分瞬間變化方面,海底天文臺(tái)的觀測(cè)結(jié)果比任何一個(gè)地面天文臺(tái)都清晰。
天文臺(tái)除了考慮地理位置,還要考慮氣象因素。云霧、塵埃、水蒸氣的波動(dòng),對(duì)天文觀測(cè)都有影響。云量多、雨水多的地方自然不能入選,試想一下,一個(gè)常年雨水連綿、云霧繚繞的地方,有多少時(shí)間可供天空觀測(cè)?所以,干旱、少雨的地方最佳。
天文臺(tái)位置不同,觀測(cè)天空的側(cè)重點(diǎn)也不盡相同。位于新西蘭南島麥肯奇地區(qū)的約翰山天文臺(tái),是世界天文學(xué)家公認(rèn)為觀察銀河系及宇宙的最佳地點(diǎn)。這里四面環(huán)山,恰好是一個(gè)天然盆地,由于人跡罕至,人為造成的光污染極小,足夠的黑暗環(huán)境,保證了夜空的美麗。純凈而晴朗的夜空,繁星點(diǎn)點(diǎn),銀河和大團(tuán)星座清晰可見,獨(dú)有的南十字星也停留在黑色天幕上,倘若能和喜歡的人坐在一起眺望星空,這大概是世界上最浪漫的事情了吧!
如今,人們能想到的地方已經(jīng)無法滿足天文臺(tái)選址的要求了。近年來,天文臺(tái)劍走偏鋒,正走向去往荒漠無人區(qū)的道路上。阿塔卡馬天文臺(tái),位于智利阿塔卡馬沙漠北部的一處山頂,海拔5640米,是世界上最高的天文臺(tái)。這里一年四季萬里無云,雨雪天氣極為罕見,很多國家在此建立了天文臺(tái)。
2019年4月,首張黑洞照片呈現(xiàn)在世人面前。你也許不知道,這張照片來自8個(gè)亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡組成的全球望遠(yuǎn)鏡組成陣列。這些望遠(yuǎn)鏡所在的天文臺(tái)分布全球,北至西班牙,南至南極,于2017年4月4日同時(shí)啟動(dòng),將視線投向宇宙,對(duì)兩個(gè)黑洞目標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合觀測(cè)。