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地球上最大的望远镜在新冠疫情关闭数月后重新开放

由于智利新冠病毒感染病例的缓慢下降以及新的工作场所实践,自三月以来基本停滞的观测天文学工作正在恢复。

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麦哲伦·克莱望远镜。图片来源:Anna Frebel/MIT

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在因新冠疫情关闭了六个多月后,观测天文学工作基本恢复。

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世界上许多最大的望远镜在最近几周重新打开了其圆顶,自大流行迫使全球观测天文学在三月份停摆以来,它们首次重新将目光投向天空。其他主要望远镜预计也将很快重新开放。

随着智利,尤其是许多世界级天文台所在的阿塔卡马沙漠地区的新冠病毒感染病例的下降,这一系列重新开放的浪潮得以实现。管理夏威夷和亚利桑那州望远镜的美国官员表示,他们也正在开始恢复运营,这很大程度上得益于其工作流程的重大改变。

如果主要的国家天文台能够持续重新上线并保持开放,这将结束天文学史上一个前所未有的黑暗时期。毕竟,即使在第二次世界大战期间,美国的国家天文台也密切关注着天空。

隔离中的天文学

今年早些时候,《天文学》杂志的一项分析显示,由于新冠疫情大流行,地球上超过100个最大的望远镜暂时关闭了大门。到三月底,观测天文学几乎完全停滞。

这些关闭揭示了一个关于现代天文学的鲜为人知的真相。即使在2020年,大多数国家天文台也不是全自动化的。

近年来,望远镜变得越来越大,也越来越复杂。它们也被推向了更偏远、离人类文明不断扩张的光污染越来越远的地方。更换仪器和清洁这些庞然大物的镜子等基本任务可能需要一群工程师、技术人员、观测员、医务人员、厨师、园丁等组成的小团队。

在智利,许多世界上最大的天文台现在都位于那里,这些望远镜离城市太远,以至于员工无法每晚通勤到山上。他们必须兼职住在校园里。即使是使用这些仪器的天文学家,通常也会在他们被分配的观测夜晚前往天文台。

这一现实迫使天文台在大流行初期关闭。无法遵守社交距离规定并有效运行望远镜。在三月份的采访中,天文台主管表示,他们预计望远镜将至少离线三到六个月。而这在很大程度上就是大流行病对它们造成的影响。

一些天文台确实成功地改变了工作流程,使其在夏季重新开放时感觉安全。最近几周,许多剩余的天文台也同样重新开放了。

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唯一受影响很小的望远镜是那些通过机器人运行或仅需最少支持的小型巡天望远镜。它们会扫描天空以寻找瞬变天体——该领域术语,指意料之外的短暂天体和天文事件。

例如,亚利桑那州的卡特琳娜巡天项目从未停止寻找小行星。天文学家们也让拉斯坎帕纳斯天文台的网络机器人望远镜继续搜寻超新星和太空岩石。希望这足以避免观测记录中出现任何*重大的*空白。

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错过了什么

幸运的是,对于这个领域来说,那些巡天望远镜并没有探测到任何一生一次的重大天体,让天文学家们懊恼于“可能错过”什么。

“我确信我们错过了一些东西,”卡内基天文台主任John S. Mulchaey说,该天文台运行着一些世界上最大、最具有历史意义的望远镜。“但对于大多数天文学来说,你不会错过太多。对于我们研究遥远宇宙中的星系的人来说,它们明年还会在那里,看起来也一样。”

Mulchaey表示,他曾思考过,如果参宿四发生超新星爆发,那将是多么的悲剧。年初时,天文学家们对这颗位于猎户座的垂死红超巨星的行为感到困惑。

“那似乎不太可能,但我们的星系中已经有四百年左右没有出现过可见的超新星了,”他说。

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起初,天文学家们还担心自己探测近地小行星的能力。根据 NASA 近地天体观测项目经理 Kelly Fast 的说法,*新的*小行星探测数量*确实*在最初有所下降。然而,随着小型天文台找到了重新开放的方法,这些探测最终开始回升。

“今年本来可以完成的大部分工作,明年都可以完成,”Mulchaey说。“这意味着需要额外一年才能得到答案,但在总体的计划中,这不算太糟糕。”

望远镜重启

在智利,过去一个月里,包括拉斯坎帕纳斯帕拉纳尔塞罗帕琼塞罗托洛洛城际天文台在内的全国各地天文台的望远镜都已重启。其他主要仪器,如阿塔卡马走廊望远镜双子南望远镜南天天体物理研究望远镜也已恢复运营。下面是其他著名天文台状态的简要总结。

  • 以前称为大型巡天望远镜(Large Synoptic Survey Telescope)的薇拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory)的建设已经重启,这是一个庞大的下一代仪器,将每晚对整个可见天空进行成像。

  • 智利的阿塔卡马毫米波/亚毫米波大阵(ALMA)已经开始着手重新开放。在关闭之前,天文学家们利用 ALMA 的 66 台射电望远镜帮助在金星大气中发现了磷化氢气体,这可能是外星生命的证据。但这一发现存在争议,研究人员可能渴望再次进行观测。然而,这个阵列非常复杂,可能需要几个月才能完全重新上线。

  • 与此同时,亚利桑那州的基特峰国家天文台已开始着手让其望远镜重新观测。那里一个名为暗能量光谱仪(DESI)的重大新项目在去年秋天首次亮相,研究人员渴望让它重新投入使用。美国其他主要望远镜也在五月和六月开放。夏威夷相对较低的新冠病毒病例数量也有助于像双子北望远镜(Gemini North telescope)这样的仪器恢复工作。

  • 在南极洲,地球上唯一没有冠状病毒的洲,南极望远镜(SPT)的升级已被推迟,因为部署到该大陆的人员减少了。但 SPT 的观测时间表仍在不间断地进行。“有一个非常严格的协议,将部署限制在仅限必要人员,并有非常严格的隔离规定,”芝加哥大学的 John Kovac 说。

  • 位于智利的拉西利亚天文台(La Silla Observatory)是许多欧洲南方天文台仪器的所在地,但科学运作尚未恢复。

虽然不是一个观测天文台,但LIGO,激光干涉引力波天文台,由于新冠疫情,其观测运行被迫提前一个月关闭。LIGO 原计划在 2022 年前进行升级离线,但大流行病正在导致延误,可能会使该过程延长得更久。处理上次观测运行数据的过程也比预期的要长。

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LIGO 发言人 Patrick Brady 表示:“由于供应链问题、供应商工作方式的变化以及团队学习以新冠安全的方式工作,存在延误。”他们可能要到明年才能知道这场大流行病是否推迟了 LIGO 重新调谐到引力波的能力。

不再一样

即使主要的国家天文台不断重新上线,在可预见的未来,许多也无法以 100% 的效率运行。

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大型望远镜在开始新的观测运行时,经常在夜间多次更换仪器。但天文台主管表示,在许多情况下,更换仪器现在将不再可能,因为他们不得不学会以大幅减少的人员数量来工作。有时,他们甚至不得不找到方法让一个人完成通常需要整个团队完成的任务。

天文学家也不再在他们的观测夜晚亲自前往望远镜。公众参观也已被取消,这剥夺了天文台重要的收入来源和潜在捐赠者的机会。

维护也已被推迟。大型望远镜的镜面通常直径超过十二英尺,整夜暴露在户外,收集灰尘。这意味着天文台必须定期清洁和重新镀膜其镜面,否则它们将逐渐失去集光能力。

麦克唐纳天文台(McDonald Observatory)的一位天文学家兼科学运行主管 Steven Janowiecki 表示:“在(霍比-埃伯利望远镜)和其他大型望远镜中受到影响的一个方面是,我们的镜面清洁和镜片重新镀铝已远远落后于计划。这些过程需要人员近距离接触,自三月以来已大大减少。这将对我们的集光能力产生长期影响——可能是 5% 到 15%——但我们仍将进行观测。”

因此,尽管全球主要望远镜的观测能力在短期内可能略有减弱,但天文学家和工程师们正在努力让地球上的天文台完全重回正轨。

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