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地表最强星空!世界第一观星地点在哪里?


  • 文/陈子翔(现就读师大地球科学系,EASY天文地科团队创办者)

说到动人的美丽星空,各位会想到哪里呢?如果你的答案是阳明山就有点逊掉啦!又或者各位议员都是经验老道的行家,想到的是最近新成立的“合欢山国际暗空公园”呢?但所有人大家的答案是什么,可能都会被这个研究认证的“地表最高品质星空”给比下去,究竟这么棒的星空在什么地方呢?

答案是:南极大陆中央

图/ DEN-belitsky

啊?那我想欣赏世界上最美星空还要跑到南极中央去啊……好,但实际上不,因为这个研究所指的最佳星空,是针对设置研究用天文台所考量,而对于一般人观

类似的星空适合进行天文观察呢

话说回来,对于专业天文观察

有个天文界的玩笑是这么说的:“天文学家最讨厌三样东西,这三样

阳光对于天文研究绝对算得上是巨大的「光害」,当然啦,对研究对象就是太阳本身的人除外,而这句话中的阳光其实也也泛指一切的光害。而水,撇除云雾和下雨这些天文观察会遇到的讨厌鬼,就算是晴朗的天气,大气层中的水气也会吸收掉很多不同的波长的电磁波,对于天文观测

关于研究也是一种干扰。最后是空气,所谓水气一样,大气中其他不同的分子也会吸收很多多重的电磁波,就算是能穿透大气的光线,却也躲不过大气扰动的魔掌。

而良好的天文台的选址而言,避免开光害和经常性的烂天气可说是最基本的条件,而最后“决胜负”的关键,就落在大气的条件了。

大气扰动或许不是对每个人都很熟悉,但相信大家一定都看过,儿歌中的小星星「一闪一闪亮晶晶」这样闪烁再举个极端一点的例子,当我们注视游泳池里面时,会发现水面的变化和泳池中的水流都会让池底的物体看起来不断扭动,而且难以看清楚,这个现象套用在空气中就是大气扰动,实际上当使用高倍率望远镜观察天体时,如果大气扰动很严重,效果也真的很像是天体泡在水中一样,想必这样得到的影像和资料

使用高倍率望远镜观察天体时,若大气扰动严重,就会像注视水池内部的物体。图/ 像素

而大气扰动的严重程度其实是可以量化的成数值的,这个数值天文学家将它叫做“视宁度”(Astronomical Seeing *)。

  • *注:天文看见中文也翻作“视相”或“大气宁静度” [19659002]一般表示视宁度的单位是“角秒”,一个角秒是三千六百分之一度,给个比例尺:月亮在天上的大小大约是半度,也就是一角秒在天空中大约是一千八分一个月亮。而当视宁度是一角秒,代表在这样的大气条件下,无论是望远镜的口径再大,解析能力再好,能解析的极限就是一角秒,因此如果天空

    以现在的望远镜技术来讲,限制地面上的中空的两颗星状分布在一角秒以内的星星,在这样的大气条件下恰好努力观察都无法分辨出那是两颗星而不是一颗。的大型天文台的极限解析度的因素,可说是已经是取决于大气的扰动,而不是望远镜与讯号接收器的解析力了,可见要建置天文台,选择一个视宁度好的观察地点绝对是

    在南极找到“极品星空”

    就在去年,经过了半年“夜以继夜”(别忘了南极的夜晚长达半年)的测量后,研究团队发现在南极大陆地最高点:「冰穹A(Dome A)」是世界上大气视宁度最佳的地点之一。此外,这次的观察也发现在此处还有一个得天独厚之处:这边

    冰穹A在南极大陆的位置。

    大气边界层简单而言是指“受到地面摩擦力干扰的充满大气”,也就是我们平时所生活在其中的这层大气。而位于大气边界层上方,没有直接受到地面干扰的大气则被称为“自由大气”。边界层受到地面影响势必会有很多乱流与扰动,想当然

    南极的冰穹A高度高度是四千公尺左右,但有别于其他大陆上的高山通常带有崎岖的地形起伏,冰穹A基本上是一望无际的纳入冰原,这样特殊的地形条件让地面对大气的干扰极小,使这里的大气边界层变得非常薄,薄到甚至只要把天文台取代「稍微盖高一点」就几乎能拥有自由大气的超棒

    冰穹A为南极东部最高处。图/ antarctica.gov.au

    天文观察新天地??视宁度!这也是为什么这里是一个极具潜力的观测地点的最大原因之一。

    世界上有很多大型天文台都会聚集在一起,例如著名的夏威夷毛纳基山和智利的高山上,都有矗立着很多知名的大型天文台,这些地点通常也都有着良好的大气

    夏威夷毛纳基山(Mauna Kea)上的天文台。图/ pikrepo

    现在科学家又找到了另一个拥有极为明显的条件的新天地,未来会不会有一天能

    考量到南极中央毕竟还是相对难以到达,气候也非常严峻,建造和维护大型天文台的困难都会大大提升,或许南极不会这么容易进行大型天文台设置;

    像是广域巡天类型观察到这种建置缺陷最小,但对星空品质要求又很高的观察,就很适合在这里进行

    参考资料:

    地表最强星空!世界第一观星地点在哪里?最早出现在 PanSci泛科学上。


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