天文台为啥非要跑到山顶上去"看星星"?
看完这篇你会知道光污染和大气层如何"联手"让城市居民看不见星星,以及顶级天文台为何要翻山越岭才能工作
你有没有试过在城里抬头找星星,结果只看到橙黄色的天空和几颗孤零零的亮星?但到了乡下或者爬到山顶,满天繁星扑面而来,那感觉完全不是一个世界。天文台选址的秘密,其实就藏在这个差距里。
城市的光,是望远镜最大的"敌人"
路灯、霓虹灯、广告牌……城市里的灯光会把夜空"染"亮。这个现象有个名字叫光污染——说白了就是人造光把天空背景变得太亮,星光那点微弱的亮度就被淹没了。你可以想象一下:你想在一个全场灯火通明的体育场里,看清楚有人在远处角落打了一个手电筒,几乎不可能对吧?望远镜面对光污染就是这种处境。跑到远离城市的地方,天空背景才会足够暗,那些亿万光年外传来的微弱星光才有机会被"抓"到。
为什么空气也会"挡住"星星?
空气看起来透明,但它其实很"闹腾"。低处的大气层充满了水蒸气、灰尘、汽车尾气,光线穿过这些东西就像穿过一杯浑水,又晃又散。这就是为什么我们看星星总是在"闪烁"——那其实不是星星在抖,是大气在乱动,把星光折来折去。天文台建在山顶,就是为了跳出最脏、最乱的低层大气,到达更稳定、更干燥、更洁净的高空区域。海拔越高,头顶的大气越薄,星光"走"过来的路越短,图像自然越清晰稳定。全球顶级天文台,比如夏威夷的莫纳克亚山天文台,海拔高达4200米,那里的大气稳定得让望远镜可以拍出极为清晰的图像。
选址还要考虑哪些"鸡毛蒜皮"的小事?
光暗和空气清洁只是基本要求,天文台选址简直像挑对象——条件苛刻得很。首先要晴天多,云多的地方盖再好的望远镜也是白搭,智利阿塔卡马沙漠一年有超过330个晴夜,这就是为什么那里天文台扎堆。其次要空气湿度低,因为水蒸气会吸收一部分来自宇宙的特殊光线(比如红外线),研究这些光线的望远镜必须找超级干燥的地方。还要风小、地面震动小,附近不能有铁路和工厂,就连附近的公路车辆都可能让精密仪器"发抖"。选一个天文台台址,科学家有时要跑遍全球考察十几年,才敲定一个地方。
冷知识留给你:如果你住在城市里,一辈子用肉眼能看到的星星大概只有几十颗;但在真正黑暗无污染的地方,同一片天空肉眼可见的星星超过3000颗——我们不是没有星空,只是我们亲手把它藏起来了。