近年来，我国射电天文快速发展，位于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜FAST是世界上最大的球面射电望远镜。除了射电望远镜，光学红外望远镜也是天文观测的利器。

早在2016年，12米光学红外望远镜（LOT）就成为“十三五”时期我国优先布局的10个重大科技基础设施建设项目之一。然而，选择放置这台望远镜的台址仍然是个悬而未决的问题。

《自然》杂志日前发表论文，介绍了我国科学家在青海冷湖地区发现国际一流光学天文台址，论证了青藏高原可能是建造下一代大型望远镜的合适选址。今天，我们邀请论文主要作者、中国科学院国家天文台研究员邓李才及《环球科学》记者王昱一起来聊聊天文台选址的故事。

2018年冬季，在赛什腾C点建有两个测试塔，分别测量白天和夜间的视宁度。这是工作时用手机拍摄的星轨，星空在地球转动的过程中留下美丽的轨迹。邓李才摄

东半球建顶级望远镜意义重大

在远古时期，我们的祖先凭一双肉眼就开始了对满天繁星的探索和想象。400多年前，望远镜的发明真正超越了人眼，可以想象，当伽利略第一次看到木星的样子和围绕木星的四颗大卫星时该多么激动。这应该是人类历史上正式记录的第一次透过望远镜的天文观测！

因为自然的原因，我们现在理解的光学波段的天文观测，一直主导了学科的发展。原因特别简单：

人类赖以生存的大气正好屏蔽了对地球生命有害的紫外光和大部分比光学波段更长的红外光，大气在波长更长的电磁辐射中又变得透明，使得我们可以与人造卫星通讯。而宇宙中可以被看到的天体（恒星或由恒星组成的更大尺度的天体）发出的能量大部分就在光学波段。尽管我们现在知道的宇宙，绝大部分都不是我们可以看到的未知物质（暗物质或暗能量），但我们看到的这一小部分天体充当了示踪物，是天文观测获取信息的最主要来源。从这个意义上讲，光学（包括紫外和红外光）天文观测在现代天体物理研究中是不可或缺的最重要手段。

为图发展，我国的天文台都在选择新的地址建设观测设备。比如云南天文台在青藏高原东沿的横断山选址，从1992年到1998年，历时6年监测、评估之后，终于在丽江高美古建成了目前中国最大口径的通用型望远镜（2.4米）。二十多年来，中国的光学天文观测就依赖兴隆基地2.16米和高美古2.4米这两台通用型望远镜，还有建于兴隆基地的郭守敬望远镜（LAMOST）负责银河系巡天，为我国在当今的光学天文领域争得了一席之地。

对光学望远镜而言，口径是一个非常重要的参数。目前我国光学最大的通用光学望远镜口径为2.4米，郭守敬望远镜（LAMOST）口径虽然达到了4～6米级，但LAMOST是光谱巡天望远镜，难以进行成像观测。而欧美和日本10米级别的望远镜已经进入天文研究二十多年，目前还有三台口径30米以上的巨型望远镜正在建设之中。2020年诺贝尔物理学奖直接来自10米的美国凯克望远镜和欧洲甚大望远镜（8米的4台）对银河系中心黑洞的长期观测。我们今天的光学望远镜滞后了太多。从更大一些的视野来看，目前世界上顶级的光学望远镜都位于西半球，从这个角度上说，在东半球建设顶级望远镜也具有重要意义。如果天文学家需要观测那些转瞬即逝的目标，那么望远镜就必须尽量均匀地分布在全球各地。否则，在重要天体物理事件发生时，就有可能无从观测。

夏威夷大岛上的Mauna Kea天文台。

2016年，我国光学天文的发展迎来了一个重大机遇：12米光学红外望远镜（LOT）成为“十三五”时期优先布局的10个重大科技基础设施建设项目之一。国家有了资助天文学科发展国际水平设施的实力，天文家们倍感振奋之余，却发现似乎并没有准备充分，其中的关键问题之一就是在哪儿放置这台望远镜。

光学天文望远镜选址为何如此重要

要讲述天文台选址的故事，一个首先要回答的问题是：在当今太空技术相当发达的时代，为什么还要在地面建设观测设备？

答案也很直接：由于技术的限制，我们不可能把超大型的设备送入太空，而大型设备和与之匹配的仪器在现代和未来天文学、物理学领域中探索极致问题时是不可或缺的。

第二个问题是，为什么对大型望远镜设施的台址那么挑剔？

地基天文观测都是透过地球大气进行观测，地球大气中的物质成分对来自天体的信号会产生吸收，台址上空的大气越薄，吸收就越少，因此我们需要去海拔尽可能高的地方选址。选址还需要远离人造光源，因为大气中各种因素产生的散射会严重影响天文观测。当然，同时还要夜空晴朗，否则我们根本看不见星空。除此之外，地球的大气是不稳定的，沿望远镜视线方向的无规律大气湍流会扭曲来自天体的光线，这就是所谓的视宁度。对于现代和未来的大型设备而言，视宁度非常重要。

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