毛納基山天文台 —那五座特色的天文台

 自從小妹上次寫過「夏威夷天文攝影遊記」後,心血來潮想寫一篇關於夏威夷毛納基山天文台(Mauna Kea Observatories)的介紹文章,偏偏我是上過了這座山,但又因為之前文章的字數有限,只能比較精要地介紹該天文台的情況,故今次這篇文,可以比較全心全意地講解一下這個天文台。

 首先這個天文台是座落於夏威夷群島最大的一個島上,這個島就叫「大島」,天文台就是座落該島的毛納基山峰上。毛納基山在夏威夷語名為「Mauan Kea」,意為「白山」的意思,是一座休眠火山,是夏威夷島的五座火山之一,海拔達到4200公尺,這裏冬季會有積雪,山上座落了十三座工作望遠鏡,其中九座用於光學及紅外天文學,其中三座用於亞毫米波長天文學,一座用於射電天文學。而下文將會介紹其中五座最具特色的望遠鏡。

 這個聳立於太平洋中央的天文台,被譽為世界公認最佳位置的天文台,山頂的氣候乾燥穩定,晴天率高,每年至少有三百個晴天的晚上,同時位於北緯20度地帶,可以看盡南北半球的天空,而島上人口密度低,亦減輕了許多對空氣的人造污染。

 整個毛納基山天文台是由夏威夷大學天文學院所管理,其中最具特色的五座天文台分別是次毫米波陣列望遠鏡(Sub-Millimeter Array)、雙子星天文台(Gemini Observatory)、昴星團望遠鏡(Subaru Telecope )、超長基線陣列(Very Long Baseline)、凱克天文台(Twin Keck Telescopes)。

 首先介紹次毫米波陣列望遠鏡(Sub-Millimeter Array),這組望遠鏡由台灣中央研究院與美國史密松天文台合作興建,由8座口徑6公尺的天線組成,是全世界第一座次毫米波干涉陣列,提供了在此波段最高的角解析力。特別適合觀測低温星際物質,分析緊臨年輕或老年恆星的低溫雲氣、形成恆星或行星的吸積盤等。

 雙子星天文台(Gemini Observatory),它是由美國,加拿大,智利,巴西,阿根廷和韓國建造及管理,由兩個相同的8.1米直徑的光學/紅外線望遠鏡組成。這兩座望遠鏡位於不同地點,位於夏威夷希羅市(Hilo)的是北雙子望遠鏡,位於智利的拉希雷納市(La Serena)的南雙子望遠鏡。主要合作伙伴為由美國各大學的天文研究所組成的AURA聯盟。透過這兩台望遠鏡的結合下,可完整覆蓋全天天區,得到優良的紅外線觀測影像。通過遠端遙控望遠鏡,天文學家得以探測古老遙遠的宇宙,能發現年輕的星系。

 昴星團望遠鏡(Subaru Telecope ) 是一台里奇-克萊琴望遠鏡(RCT, Ritchey-Chrétien telescope)反射式望遠鏡,由日本國家天文台建造,主鏡直徑有8.2米,焦距為15米,望遠鏡採用薄鏡片技術,厚度只有20CM,採用零膨脹玻璃ULE製造。該望遠鏡主要優勢是可以將相機放置在主要焦點上,提供了更寬的視野和更亮的圖像。使用這座望遠鏡,天文學家可以發現超新星、系外行星、星系、類星體等。

 超長基線陣列(Very Long Baseline),這是由位於美國新墨西哥洲美國國家射電天文台陣列操作中心遙控的射電望遠鏡陣列。這陣列橫跨由夏威夷至美國聖洛伊島8000千米的距離。由10台射電望遠鏡組成的陣列,是全世界最大的基線干涉測量儀器。在天文學上的研究方面,主力集中觀測黑洞、引力透鏡、超新星遺跡等。

 凱克天文台(Twin Keck Telescopes) ,它是美國加州理工學院建造的,是世界口徑最大的望遠鏡。凱克望遠鏡分為兩台,分別是凱克一號及凱克二號,它們是一對一模一樣的巨型望遠鏡。每台望遠鏡有八層樓高,每台望遠鏡重300頓,望遠鏡的整體鏡面直徑為10米,每塊鏡面為口徑為1.8米,厚度為10厘米。主要設備分別是近紅外攝像儀、高分辨率CCD探測器和高色散光譜儀。天文學家藉望遠鏡可以搜索太陽系以外的行星系統,尋找黑洞,測量星系和類星體的光譜和紅移等。

 小妹今次列出毛納基山上最具特色的五座天文台作概括介紹,期望大家對這個遙遠的天文台基地有多一點的認識,也或者會引領大家到這個地方作朝聖。(李君慧)