最大的光學望遠鏡將落戶“旱極”

智利的阿塔卡馬沙漠空氣干燥,寸草不生,被公認為世界上最荒蕪的地區(qū)之一.在這片荒瘠、強酸性的土壤上,甚至連細菌也不能存活.這里是地球上最干燥的地方,十年累計的降雨量都只有毫米級,而在沙漠的某些部分,已經數百年都沒有出現過絲毫的降水跡象,因此這里又被稱為“旱極”.據說,當地有一個被科學家稱為“絕對沙漠”的地方,自 1870年西班牙人建立氣象觀測站以來,還沒有過下雨的記錄.

正是這樣一塊不毛之地 2010年 4月成為世界天文學界的焦點.總部位于德國慕尼黑的歐洲南方天文臺 4月 26日宣布,該天文臺決定將設計中世界上最大的光學天文望遠鏡 E-ELT(Extremely Large Telescope)建在阿塔卡馬沙漠中部一座海拔 3 060m的山上.

歐洲南方天文臺理事會是在對智利、南非、摩洛哥、阿根廷和西班牙等幾個候選地進行了數年考察后作出上述決定的.最終選定智利這座高山是因為那里空氣清潔度很高,每年有超過 320個晴朗的夜晚適合作天文觀測.此外,選定的施工地點距歐洲南方天文臺設在智利一個“甚大望遠鏡”(VLT)所在地巴拉那爾山只有 20 km,兩者在觀測上可以連動.

E-ELT主鏡直徑為 42m,由 984塊直徑 1.45 m的鏡片組成,第二級反射鏡的直徑為6m.第三級鏡將光信號傳輸到綜合自適應光學組件中進行處理,該光學組件包含一個由 5 000多個運算單元構成的形狀控制器用以消除圖像中由地球大氣層產生的斑點.

E-ELT望遠鏡估計將耗資 10億歐元,計劃2018年建成投入使用.其圖像分辨率將高于哈勃太空望遠鏡,能看到更多宇宙細節(jié).歐洲南方天文臺在公報中說,科學家將通過“這只世界上最大的眼睛”去探索很多讓人困惑的宇宙奧秘.它可能會像當年伽利略發(fā)明天文望遠鏡一樣使我們對宇宙產生全新的理解.公報中還說,這臺望遠鏡的一項重要任務是對已經發(fā)現的太陽系外類地行星進行分析,判斷它們的大氣層中是否有水和有機物分子,這項工作由與 E-ELT相連的分光鏡來完成.

歐洲南方天文臺的 E-ELT項目并非是一個孤立事件,美國和加拿大科學家在 2009年 7月 21日宣布,選定夏威夷的莫納克亞山山頂作為另外一臺超大型光學望遠鏡 TMT的建造地址.據美國媒體報道,這臺由美國加州大學、加州理工學院和加拿大大學天文學研究協(xié)會聯(lián)合建造的 30 m口徑望遠鏡(TMT)于 2004年開始規(guī)劃,同樣計劃于 2018年完工.該項目預計耗資 12億美元.

TMT直徑 30m的主鏡面由 738塊直徑為 1.2 m的六邊形鏡片拼合而成.它亦安裝有自適應的光學感應系統(tǒng),能夠隨機調整鏡面狀態(tài).直徑 30 m的鏡面將使 TMT比現有頂級望遠鏡敏感 100倍.據稱憑借 TMT強大的觀測能力,天文學家們將能夠看到約 130億光年遠,能夠對宇宙中誕生的首批恒星所發(fā)出的光線進行分析,追蹤星系形成和演化的過程,同時還能直接觀測那些圍繞其他恒星旋轉的行星.這將幫助人類了解宇宙的歷史以及解開許多未知的天文謎團.

TMT也曾經將智利的塞魯阿瑪遜斯山作為選址之一,但該項目組認為夏威夷島上的死火山莫納克亞山海拔更高,空氣更干燥,一天當中的平均氣溫波動較小,這些因素更有助于天文學家們使用TMT.據悉,目前在莫納克亞山上,有一臺鏡面直徑為TMT的的光學望遠鏡也曾經是世界上最大的光學望遠鏡.

歐美相繼啟動資金量高達十多億美元的“大科學”項目無疑是對世界天文學界的強大助力.這兩個項目似乎也預示著在未來的數十年中天文學領域仍然是歐洲、美洲的雙雄會.

網站:physicsworld.com 吳江濱 編譯