天文观测也受全球变暖影响？建在沙漠里的超大型望远镜也逃不过

与全球变暖有关的气候变化会影响天文观测。这是科隆大学科学家参与的一项研究的结果。

这个国际研究小组对位于智利阿塔卡马沙漠帕拉纳尔的超大型望远镜(VLT)进行了一系列的气候参数调查，欧洲南方天文台(ESO)在这里操作其望远镜。

除此之外，该小组还评估了几十年来的温度、风速、风向以及大气中水蒸气含量的数据。

这表明，气温高于世界平均水平，而且由于空气湍流(即所谓的视觉现象)，图像也越来越模糊。

这项名为“气候变化对天文观测的影响”的研究发表在最新一期的《自然天文学》(Nature Astronomy)上，人们可以在网上浏览。

它的结果不仅对天文学家调整观测以适应不断变化的环境条件很重要，而且在规划新的大型望远镜时也必须加以考虑，比如目前正在靠近帕拉纳尔建造的极大望远镜(ELT)。

来自地球物理和气象研究所的科学家Susanne Crewell博士和Christoph Bohm教授参与了这项研究。

这篇文章的第一作者是来自海德堡马克斯普朗克天文研究所的Faustine Cantalloube。

研究人员调查了气候变化对天文学的影响程度，特别是对观测质量的影响。

该团队把重点放在了智利北部的帕拉纳尔天文台，因为那里有一整套记录当地气象条件的环境传感器。

这些在很大程度上未被触及的地点进行的测量获得了过去三十年来最全面的数据集之一。

根据这些数据集，天文学家、气候研究人员、大气科学家和气象学家联合起来确定对天文观测质量起作用的重要气象参数。

这些数据使他们能够分析30多年来的长期趋势，以确定气候变化对未来观测的影响。

通过四个例子，他们展示了气候变化如何已经或可能影响天文台未来的运行。

由ESO运营的VLT就是一个例子。

“数据显示，在过去的四十年里，帕拉纳尔天文台的近地面温度上升了1.5摄氏度。这比前工业时代以来的全球平均气温1摄氏度略高。”

由于最初的望远镜冷却系统不是为如此温暖的条件设计的，观测的质量正日益受到更频繁的湍流的威胁——这是温度上升的结果。

因此，下个世纪预期的4摄氏度的上升(ICCP气候模拟中最悲观的设想)必须在附近建造39米高的极大望远镜(ELT)时加以考虑。

特别是，天文学家们面临着所谓的“穹顶观测”减少的挑战，这是由于望远镜穹顶内的湍流导致分辨率降低。

研究人员进一步注意到近地面空气层湍流的增加，使图像模糊，因为不同折射率的冷气层和暖气层交替得更快。

然而，将其归因于气候变化是困难的，因为也有结构性的变化。与急流有关的对流层上部风切变的增加也导致了所谓的“风驱动晕”。

当大气湍流的变化速度超过望远镜的控制系统能够纠正的速度时，就会出现这种现象。这限制了仪器的对比能力，可能会限制系外行星的研究。

此外，大气中水蒸气的增加会导致天文信号的减少。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200917105324.htm