天文臺(tái)是怎么“看星星”的

櫻子

對(duì)站在高山、樓頂上看星星和拍照的“觀星族”來(lái)說(shuō)，天文臺(tái)簡(jiǎn)直顯得有點(diǎn)兒“神圣”，畢竟，平時(shí)你只能說(shuō)是“看”星空，但在天文臺(tái)可是用高精尖的設(shè)備“觀測(cè)”星空。長(zhǎng)期以來(lái)，大家對(duì)天文臺(tái)充滿(mǎn)好奇，“天文臺(tái)觀星”逐漸成為一個(gè)熱門(mén)的旅游項(xiàng)目。那么，天文臺(tái)到底是怎么“看星星”的呢？

天生怕熱鬧

文臺(tái)似乎都扎根在一些人跡罕至的偏遠(yuǎn)地帶。因?yàn)槲廴締?wèn)題，如今城市里能夠滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)天文觀測(cè)的地方幾乎沒(méi)有了。比如大名鼎鼎的城市天文臺(tái)——南京紫金山天文臺(tái)就早已不再承擔(dān)專(zhuān)業(yè)的天文觀測(cè)任務(wù)了。到底什么樣的環(huán)境才能滿(mǎn)足天文臺(tái)的觀測(cè)要求呢？

天文臺(tái)在哪兒安家落戶(hù)，最主要的考慮因素當(dāng)然是要滿(mǎn)足觀測(cè)的需要了。像視寧度、晴天數(shù)、云量、年降雨量、水汽含量等天文和氣象因素，還有交通、網(wǎng)絡(luò)通信、后勤設(shè)施等條件如何，都是需要考量的。

聽(tīng)“天”由命

對(duì)觀測(cè)光學(xué)波段的天文設(shè)備來(lái)說(shuō)，天氣是影響觀測(cè)工作的重要因素。當(dāng)其所在地的晴夜數(shù)越多時(shí)，意味著可供觀測(cè)的時(shí)間也就越多。在無(wú)云的條件下，天空的透明度會(huì)比較高。如果大氣抖動(dòng)得厲害，星象就會(huì)比較模糊，所以地球大氣對(duì)光學(xué)成像的影響程度越低，星象就會(huì)越清晰穩(wěn)定。同時(shí)，天光背景要足夠暗，這樣能提高觀測(cè)到遙遠(yuǎn)暗星的可能性。

很酷，很枯燥

美國(guó)亞利桑那州有一個(gè)海拔2096米的天文觀測(cè)基地——基特峰國(guó)家天文臺(tái)，它是美國(guó)國(guó)家光學(xué)天文臺(tái)的一部分，位于基特峰峰頂，四周是人煙稀少的沙漠。它是專(zhuān)家們耗費(fèi)3年時(shí)間對(duì)6個(gè)候選地點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致的評(píng)估后選出來(lái)的地址。基地里容納了大大小小20多架望遠(yuǎn)鏡，主要有4米口徑的梅耶爾望遠(yuǎn)鏡、3.5米口徑的WIYN望遠(yuǎn)鏡，口徑分別為2.1米、1.3米、0.9米和0.4米的反射望遠(yuǎn)鏡等。

觀測(cè)員要去天文臺(tái)進(jìn)行觀測(cè)，需要做詳細(xì)的書(shū)面申請(qǐng)，說(shuō)明科學(xué)背景、申請(qǐng)使用哪一種望遠(yuǎn)鏡、觀測(cè)的技術(shù)細(xì)節(jié)等。一旦申請(qǐng)下來(lái)就意味著要開(kāi)始沒(méi)日沒(méi)夜的觀測(cè)工作了，由于申請(qǐng)者眾多，而且觀測(cè)時(shí)間有限，觀測(cè)者常常需要排隊(duì)。

白天，駐站人員會(huì)精心地維護(hù)觀測(cè)臺(tái)的各種設(shè)備、準(zhǔn)備夜間用于觀測(cè)的儀器。到了晚上，觀測(cè)者就必須自己負(fù)責(zé)一切了。

在觀測(cè)屏上，觀測(cè)者可以通過(guò)命令框向望遠(yuǎn)鏡發(fā)射定位，告訴它目標(biāo)在哪里，指令它開(kāi)始觀測(cè)或者停止觀測(cè);通過(guò)天空跟蹤屏鎖定一顆恒星，隨著地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，相應(yīng)地調(diào)整望遠(yuǎn)鏡角度;影像屏呈現(xiàn)的是安置在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)部的輔助相機(jī)所觀測(cè)的目標(biāo)。觀測(cè)臺(tái)還有數(shù)據(jù)處理機(jī)器和一個(gè)小型天氣監(jiān)控站。數(shù)據(jù)處理機(jī)器可以幫助觀測(cè)者迅速檢查觀測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以決定是否需要繼續(xù)觀測(cè)。天氣監(jiān)控站可以隨時(shí)了解風(fēng)速、濕度、溫度，如果有下雨的跡象，就要馬上關(guān)閉望遠(yuǎn)鏡。

觀測(cè)工作聽(tīng)起來(lái)很酷，實(shí)際上在很多人看來(lái)是相當(dāng)枯燥的。在一整晩的觀測(cè)中，成像的時(shí)間可能就在半個(gè)小時(shí)到一個(gè)小時(shí)之間，只需要花幾分鐘移動(dòng)一下望遠(yuǎn)鏡的方向，剩下的便是漫長(zhǎng)的等待。然后觀測(cè)者選取自己需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種處理、分析和計(jì)算，這些工作要求觀測(cè)者使用專(zhuān)門(mén)的天文數(shù)據(jù)梳理軟件，還要會(huì)用編程工具編程。有的觀測(cè)員需要日復(fù)一日、年復(fù)一年地干這些同樣的活，這種枯燥是需要堅(jiān)定的意志才能忍受得了的，讓我們向這些甘于寂寞的觀測(cè)員、研究者表示敬意！