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莫纳克亚天文台
举世公认最佳天文台选址 世界现代大型望远镜的芸萃之地
  天文学家运用望远镜观察遥远的天体时,发现了一个难以突破的困难,那就是大气层扰动而形成的"视宁度"问题。举例来说,在清澈透明、无波的水面上,你可以看得见水下悠游自在的鱼儿,甚至长满青苔、水草的湖底,但是如果风把湖面吹起波,你就什么都看不见了。同样的道理,看星星的天文学家,最怕的就是"风吹云起时"。从望远镜看来,风一吹,星星简直就乱成一团,什么都看不清楚。所以天文学家得找一个既不起云雾、空气洁净又稳定的地方作为他们的安乐园。
基本信息
组织:夏威夷大学的天文学院         位置:美国夏威夷的莫纳克亚山
坐标:19° 45' 32.4"N, 155° 27' 22.8"W  高度:4,205米 (13,800英尺)
图1:莫纳克亚成为世界现代大型望远镜的芸萃之地,被称为天文学的奥林匹克。
简介
  莫纳克亚天文台(Mauna Kea Observatories)坐落在美国夏威夷群岛大岛上的莫纳克亚山顶峰上,海拔4200米,是世界上最高的天文台。莫纳克亚本是个火山小岛,平均温度10%,视相度最好可达0. 3角秒,平均晴夜数可达280天以上,非常适合作为天文学的研究基地。莫纳克亚天文台远离了大气层扰动,是世界最棒的天文观测地点。同时也是次毫米波、红外天文台的最佳台址。因此,莫纳克亚成为20世纪80年代国际天文台的绝佳范例。
  因为观测条件极好,莫纳克亚成为世界现代大型望远镜的芸萃之地,被称为天文学的奥林匹克。这一世界级天文研究观测站由13个观测站组成,有加拿大、法国联合建造的3.6米望远镜,英国的3.8米红外线望远镜;1991年和1996年这里落成了两台10米口径的望远镜凯克1号和凯克2号;美国国家光学天文台的北双子星8米天文望远镜(南双子星天文望远镜位于南美智利);1999年凯克望远镜又添了一个新邻居“昴”星团望远镜,口径为8.3米,是世界上最大的单镜面望远镜。
图2:日本“昴”星团望远镜,口径为8.3米,是世界上最大的单镜面望远镜。
  这些观测站错落有致地建在红黑色的休眠火山上,有的十几层楼高。“这些望远镜集合了地球上最多的天文聚光功率。每晚,从超高分辨率的小型天体到宽视全景天空都能被观测得一清二楚。”美国加州理工学院资深科学家彭瑞生说,通常观测对象被莫纳克亚的一个望远镜发现后,立即会被其他望远镜和仪器关注,并进行更详细的研究。“这里的每一次发现,对于世界天文科学以及天文爱好者的影响都是‘震撼级’的。”他说。比如日本国家天文台直径8.2米的天文望远镜“昴”曾拍摄到太空中气体星云的“太空烟花”,显示了恒星死亡后的细节。
图3:同学们在莫纳克亚山上的日本国家天文台前留影。
  就在莫纳克亚山顶峰一片空旷的地上,30米天文望远镜观测站项目负责人桑德拉·达森说,直径30米望远镜(TMT)的基地,将会成为世界上最高端的地面光学、近红外和中红外观测站。2009年11月,中国科学院国家天文台以观察员身份正式加入该项目。
图4:日本天文台的学者给同学们讲解“昴”星团望远镜。
  尽管这些专业级天文望远镜一般不向普通游客开放,但在莫纳克亚山半山腰,湿度和透明度也非常适合观看星星。夜幕降临,天空毫无保留地展现在人们眼前,满天繁星仿佛触手可及。那时,可以看到不少天文摄影发烧友带上专业相机,可以拍出灿烂的银河。
图5:由于年龄限制,这些未满16周岁的同学只好等候在半山腰。
  站在莫纳克亚山顶一眼望去,白白的圆顶如珍珠般地镶嵌着,与桔红色的火山岩相映成趣,那是一幅多么美的景象。
天文学家中心
  想登上莫纳克亚天文台并不是一件容易的事,至少得过“高原反应”这一关。
  为让研究人员能适应环境,在海拔2,835米(9,300英尺)处建立了天文学家中心,并为访客在2,775米(9,200英尺)建立了游客中心。莫纳克亚山的高度使得科学家或访客都必须在此处停留至少30分钟,才能在抵达山顶前能先适应高山的环境。
图6:科考队的同学在和日本天文台的学者交流。
  在世界最高山上进行艰苦的科学研究,科学家们要克服重重困难,身体状况也受到了一定的损害。几年前,科考队来这里访问时,图中的日本学者还是一头浓密的黑发。而现在却已经开始掉落。
望远镜
  目前世界上口径超过8米的大型光学望远镜就有四台在此落户。莫纳克亚山天文台现有13台正在工作的望远镜。在莫纳克亚山顶峰有美国8.1米的北半球双子座(Gemini)、日本的8.3米昴星团(Subaru)等世界著名的望远镜。
图7:每天约60名技工负责监控日本“昴”星团望远镜,研究人员接收到数据并而对数据进行分析,这些数据每一秒钟都会实时更新。
  莫纳克亚火山是理想的天文观测基地,山上放置了多台国际顶尖的望远镜,能观测从毫米波到光学波段的天体辐射。SUBARU望远镜口径为8米,是国际上工作在光学红外波段最好的望远镜之一,每年收到大量的观测申请。
  加州理工学院的次毫米望远镜 (CSO): 加州理工学院
  加法夏望远镜 (CFHT): 加拿大、法国、 夏威夷大学
  双子北望远镜: 美国、英国、加拿大、智利、澳大利亚、阿根廷、巴西
  轻便红外线望远镜 (IRTF):美国国家航空暨太空总署 (NASA)
  James Clerk Maxwell Telescope (JCMT):英国、 加拿大、 新西兰
  “昴”望远镜(Subaru):日本国家天文台
  次毫米阵列望远镜 (SMA):中华民国、美国
  英国红外线望远镜 (UKIRT):英国
  夏威夷88英吋望远镜 (UH88):夏威夷大学
  夏威夷24英吋望远镜 (UH24):夏威夷大学希罗校区
  超长基线阵列 (VLBA)接收机:美国 凯克望远镜:加利福尼亚协会对天文学的研究