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如果您擁有扎實(shí)的地理素養(yǎng)和良好的文字功底、責(zé)任心強(qiáng)，歡迎成為我們的簽約作者喲~羊羊地理期待您的加入！ 請(qǐng)將簡(jiǎn)歷及相關(guān)作品發(fā)送至郵箱: yangyangdili@126.com 9月17日，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡（WFST）正式開啟天文巡天觀測(cè)研究，并成功發(fā)布仙女座星系圖片。墨子巡天望遠(yuǎn)鏡拍攝的仙女座星系 
（仙女座星系M31距離地球約250萬(wàn)光年，直徑約20萬(wàn)光年）要成功觀測(cè)并拍攝超大空間跨度的星空照片，不僅需要精密的觀測(cè)儀器，還需要良好的觀測(cè)條件。天文觀測(cè)的選址是一件很有講究的事情。今天這篇文章下面我們就一起聊聊天文觀測(cè)的那些事。 01 天文臺(tái)有哪些類型？ 天文臺(tái)是專門進(jìn)行天象觀測(cè)和天文學(xué)研究的機(jī)構(gòu)，主要的觀測(cè)設(shè)備是天文望遠(yuǎn)鏡。
格林尼治天文臺(tái) （穿過(guò)此處的經(jīng)線被稱為0°經(jīng)線或本初子午線） 天文望遠(yuǎn)鏡可以接收來(lái)自遙遠(yuǎn)星體的“光”。光，本質(zhì)是電磁波。除了人眼可見(jiàn)的“可見(jiàn)光”外，還有很大一部分是肉眼看不到的，比如X光、紫外線、紅外線等。
宇宙中的可見(jiàn)光、近紅外、無(wú)線電三個(gè)波段可在地面觀測(cè)，其余波段因受到大氣層屏蔽作用，地面設(shè)備無(wú)法探測(cè)，像遠(yuǎn)紅外、紫外線、X射線、伽馬射線等必須到大氣層外才能接收到。人類設(shè)計(jì)出了不同類型的天文望遠(yuǎn)鏡，用來(lái)接收各種不同波長(zhǎng)的光，如光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡、紫外線、X射線和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡等。因此，按照不同的觀測(cè)設(shè)備和研究用途，天文臺(tái)可分為光學(xué)天文臺(tái)、射電天文臺(tái)和空間天文臺(tái)。主要裝備光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡，從事方位天文學(xué)或天體物理學(xué)方面的研究。光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡主要觀測(cè)可見(jiàn)光波段，其工作原理和人眼類似。即收集可見(jiàn)光形成恒星和星系的像，經(jīng)由聚焦光線，可以直接放大影像、進(jìn)行目測(cè)或攝影。一般來(lái)說(shuō)，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡口徑越大，能接受到的光子數(shù)越多，聚光能力越強(qiáng)，觀測(cè)范圍越廣，能看到遠(yuǎn)方暗弱的星體。墨子巡天望遠(yuǎn)鏡口徑2.5米，配備7.65億像素的大靶面主焦相機(jī)， 是一臺(tái)大視場(chǎng)光學(xué)成像望遠(yuǎn)鏡。 該望遠(yuǎn)鏡通光面積大、雜散光少，系統(tǒng)探測(cè)靈敏度高，具備強(qiáng)大的巡天能力。 
圖源：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST） ——郭守敬望遠(yuǎn)鏡
圖源：科學(xué)空間
一般主要由巨型甚至超巨型的無(wú)線接受設(shè)備和基站等構(gòu)成，裝備射電望遠(yuǎn)鏡，從事射電天文學(xué)的研究。射電望遠(yuǎn)鏡，可以收集來(lái)自宇宙的無(wú)線電波，工作原理與收音機(jī)天線或是衛(wèi)星電視的“大鍋”類似。由于宇宙中無(wú)線電波極為微弱，所以“鍋”必須足夠大，才能收集到的更多無(wú)線電波，以便提高觀測(cè)的分辨率。
相比光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，射電望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)點(diǎn)是不受氣象和地球大氣的影響，也不受晝夜變化的影響。
貴州平塘500m口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST） 圖源：網(wǎng)絡(luò) 
上海65米射電望遠(yuǎn)鏡（天馬望遠(yuǎn)鏡） 圖源：網(wǎng)絡(luò) 主要由一些用于空間觀測(cè)的人造衛(wèi)星組成，即在太空（地球大氣層以外）進(jìn)行天文觀測(cè)。太空中的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡不會(huì)受到地球大氣的影響，所以能達(dá)到更高的分辨率，如美國(guó)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡。
美國(guó)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡 圖源：網(wǎng)絡(luò)
中國(guó)“慧眼”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡（HXMT）衛(wèi)星 圖源：網(wǎng)絡(luò)
中國(guó)巡天空間望遠(yuǎn)鏡（CSST）效果圖，計(jì)劃于2024年底發(fā)射介紹了三種天文臺(tái)后，我們重點(diǎn)看看在地面上修建天文臺(tái)，選址時(shí)需要考慮哪些區(qū)位因素？ 02 地面天文臺(tái)主要包括光學(xué)天文臺(tái)和射電天文臺(tái)兩大類。因觀測(cè)儀器的工作原理不同，所以選址區(qū)位也有差異。賽什騰山天文臺(tái)，海拔4200米，位于青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖鎮(zhèn)，這里安置了墨子巡天望遠(yuǎn)鏡。
墨子巡天望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)景圖 | 圖源網(wǎng)絡(luò)光學(xué)天文臺(tái)主要是觀測(cè)夜間的星空。要想在夜間觀星，不僅要“看得見(jiàn)”，還要“看得清”。? 望遠(yuǎn)鏡的口徑，口徑越大，聚光的能力就越強(qiáng)，“看得見(jiàn)”的本領(lǐng)就越高；? “看得清”即分辨率的大小（觀測(cè)精度）。由于光線穿過(guò)大氣層時(shí)，會(huì)被折射和散射，大氣中的水汽、雜質(zhì)和氣流狀況等會(huì)影響光線的傳播方向和強(qiáng)度，從而影響天文觀測(cè)的結(jié)果（影響恒星位置和亮度的測(cè)定準(zhǔn)確度）。所以，光學(xué)天文臺(tái)選址首要考慮大氣成分與狀況對(duì)光線的影響。冷湖位于青藏高原，鎮(zhèn)區(qū)海拔2700米，空氣稀薄，周圍視野開闊。該地日照豐沛，降水少，大氣潔凈度高（水汽、雜質(zhì)含量少），具有良好的光學(xué)觀測(cè)的天氣條件。
賽什騰首次踏勘實(shí)景 | 圖源：國(guó)家天文臺(tái)鄧?yán)畈?/span>除“看得見(jiàn)”、“看得清”以外，“看得多”（觀測(cè)范圍）、“看得久”（觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)）也很重要。? 相比低海拔地區(qū)，空氣更稀薄的高海拔地區(qū)更適合天文觀測(cè)；? 相比高緯度地區(qū)，低緯度地區(qū)可觀測(cè)的星空范圍更大；? 夜晚時(shí)間長(zhǎng)的區(qū)域，可觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。總結(jié)一下，光學(xué)天文臺(tái)選址的區(qū)位條件有以下這些角度：
由于城市燈光和大氣污染的日益嚴(yán)重，現(xiàn)代城市很難看到布滿星星的美麗夜空。因此，為了避免人為光源對(duì)天象觀測(cè)造成影響，有些星空觀測(cè)地會(huì)設(shè)立黑暗天空保護(hù)區(qū)，入夜后嚴(yán)格管理燈光的使用。500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）被譽(yù)為“中國(guó)天眼”，位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼（dàng）的喀斯特洼坑中。自正式運(yùn)行以來(lái)，500米口徑天眼就取得了很多科學(xué)成果，發(fā)現(xiàn)了大量脈沖新星，還發(fā)現(xiàn)到了不少新的類地行星。根據(jù)報(bào)道稱“中國(guó)天眼”曾在47天內(nèi)，接收到了1652次來(lái)自同一方向同一表征的無(wú)線電信號(hào)，這個(gè)信號(hào)來(lái)源距離地球大約30億光年遠(yuǎn)。這些神秘信號(hào)到底是什么，會(huì)不會(huì)是外星文明在“召喚”我們？這一切的答案只能交給時(shí)間了。
從山地破土動(dòng)工到建設(shè)成功的過(guò)程 圖源：國(guó)家天文臺(tái) ? 最主要的原因還是當(dāng)?shù)靥飒?dú)厚的地形地質(zhì)條件。? 大窩凼的地質(zhì)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，特別堅(jiān)固，能夠承受望遠(yuǎn)鏡的重量。? 典型的喀斯特地貌區(qū)，天然洼地正好放置FAST這口“大鍋”，先天的形態(tài)優(yōu)勢(shì)，可以減少建設(shè)時(shí)的工程量；? 該地的石灰?guī)r具有透水性，雨水可向地下滲透，減少對(duì)望遠(yuǎn)鏡的損壞和腐蝕。? 大窩凼地處偏遠(yuǎn)，附近５千米半徑之內(nèi)沒(méi)有一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，具有良好的電磁波環(huán)境，人類活動(dòng)造成的電磁干擾小。? 大窩凼的氣象條件良好，避風(fēng)、無(wú)冰雹、冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑。穩(wěn)定的地質(zhì)條件、良好的無(wú)線電環(huán)境（遠(yuǎn)離無(wú)線電干擾）、理想的氣象條件（無(wú)破壞性天氣），這些都是是射電天文臺(tái)選址時(shí)需要重點(diǎn)考慮的區(qū)位因素。 03 熱門天文觀測(cè)地優(yōu)勢(shì)分析 前面舉的例子都是我國(guó)的天文臺(tái)，我們?cè)賮?lái)看看世界上一些著名天文臺(tái)的選址情況。
上圖標(biāo)注都是光學(xué)天文臺(tái)，這些天文臺(tái)分布在沿海高山，還有大洋的孤島中，有氣流平穩(wěn)且大氣寧?kù)o度較好、遠(yuǎn)離城市、光污染少的優(yōu)點(diǎn)，利于在夜間展開星空觀測(cè)活動(dòng)。附近地區(qū)人口稀少，光污染小，大氣污染?。?/span>
緯度低，可觀察的星座多（北半球的全部，南半球的一部分）；海拔較高，場(chǎng)地開闊，可觀察星空范圍大；海拔較高（天文臺(tái)海拔2400米），空氣較稀薄；遠(yuǎn)離城市，大氣污染少，光污染少，有利于觀測(cè)。
南極冰穹A（海拔4083 米，南極內(nèi)陸冰蓋最高地）冬季極夜長(zhǎng)，連續(xù)觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)；
南極巡天望遠(yuǎn)鏡AST3 | 圖源：國(guó)家天文臺(tái) 04 我國(guó)將在青海省冷湖附近建設(shè)一座中國(guó)最大的天文觀測(cè)基地，觀測(cè)條件可以媲美國(guó)際公認(rèn)的三個(gè)最佳光學(xué)天文觀測(cè)基地（位于智利北部山區(qū)、夏威夷莫納克亞峰和南極內(nèi)陸冰穹）。同時(shí)，我國(guó)已獲準(zhǔn)在智利北部的文特峰建立光學(xué)天文觀測(cè)站。下圖為冷湖和文特峰觀測(cè)站的位置示意圖。據(jù)此完成下面小題。
參考答案與解析
【解析】材料中的天文觀測(cè)基地既有位于高緯度的南極內(nèi)陸冰穹，也有位于熱帶的夏威夷莫納克亞峰與智利北部的文特峰，說(shuō)明氣溫的影響較小，①錯(cuò)誤。材料中的天文觀測(cè)基地所在地降水量均較小，晴天多，大氣透明度高，利于觀測(cè)，②正確。材料中的天文觀測(cè)基地所在地均屬于人口密度較小的區(qū)域，人類活動(dòng)少，光污染較少，利于觀測(cè)，③正確。材料中的天文觀測(cè)基地所在地人口稀少，地理位置偏遠(yuǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，④錯(cuò)誤，B正確，ACD錯(cuò)誤，故選B。【解析】冷湖天文觀測(cè)站的海拔高于文特峰觀測(cè)站，海拔越高空氣越稀薄，大氣透明度越好，越有利于天文觀測(cè)，A正確。人口稀少、土地廉價(jià)是兩地共有的特征，不是比較優(yōu)勢(shì)，BC錯(cuò)誤。因缺乏時(shí)間（夏半年或冬半年）的限制，難以確定冷湖觀測(cè)站夜長(zhǎng)更長(zhǎng)，且黑夜長(zhǎng)并不能說(shuō)明一定是晴夜長(zhǎng)，觀測(cè)條件更優(yōu)，D錯(cuò)誤。故選A。【解析】冷湖（94°E）與文特峰（72°W）時(shí)差近12小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)全天時(shí)（24小時(shí)）連續(xù)觀測(cè)，①正確；冷湖可以媲美文特峰的觀測(cè)條件，②錯(cuò)誤；文特峰觀測(cè)站是光學(xué)天文觀測(cè)而不是射電觀測(cè)，③錯(cuò)誤；文特峰觀測(cè)站位于南半球，有利于觀測(cè)天空的南天區(qū)，我國(guó)天文觀測(cè)的是主要是北天區(qū)，觀測(cè)區(qū)域上能達(dá)到互補(bǔ)，④正確。C正確，ABD錯(cuò)誤，故選C。
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