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编译：王茸
校对：蔡贺菁 王婧彧
审阅：李宜骅
美编：徐玖坤
后台：胡永葳
图片来源: ©2024 TAO project CC-BY-ND
最近，位于智利高海拔地区的东京阿塔卡马天文台（Tokyo Atacama Observatory）睁开了它在中红外宇宙中的观测之眼。
在天文学和天文台观测的历史上，天文学家为了更好地观测宇宙而不断攀登高峰的故事比比皆是。地球上最好的观测地点便在智利的阿塔卡马沙漠。因此，东京大学阿塔卡马天文台最近在 Cerro Chajnantor 的山顶上启动了高空观测项目。
这座独特的新天文台于 4 月 30 日刚刚投入使用，它坐落于海拔 5640 米的位置，成为世界上海拔最高的天文台，也因此被载入吉尼斯世界纪录。建造这座天文台的初衷就是利用这个位于世界上最干旱地区之一的位置，近距离观察行星形成区域、演变中的星系以及宇宙历史上最早的时期。
“由于高海拔和干旱的环境，TAO 将成为世界上唯一能够清晰观测中红外波长的地面望远镜。”天文研究所阿塔卡马天文台台长兼天文台建设负责人宫田教授(Takashi Miyata)说，“这一波段的光谱非常适合研究恒星周围的环境，包括行星形成区域。”
在如此高的海拔上建造天文台可能会给天文学家带来绝佳的视野，但这也是一个难以驾驭的地方。因此，大学与当地居民密切合作，安全地建造了天文台。天文台将尽可能采用远程操作，以避免在非常恶劣的条件下危及工作人员的生命。
东京阿塔卡马天文台位于海拔 5640 米的 Cerro Chajnantor 山顶，可以避开大部分能限制望远镜红外敏感度的水汽。
图片来源：©2024 TAO project CC-BY-ND
为什么要建造中红外天文台？
宇宙中的天体和天文事件会发出跨越电磁波谱的光。在地球上，我们可以探测到大部分光线，但并非全部。例如，地球的大气层会吸收许多红外线波长。因此，望远镜放得越高，就能“看到”越多的红外线。进入太空（就像天文学家利用 JWST 所做的那样）是件好事，在那里可以完成很多观测任务。但是，天文学家仍然可以在高海拔地区进行很多非常好的天文观测——这里干燥且大气稀薄。
中红外线是电磁波谱中一个特别有趣的波段。在这里，我们可以开始“看到”小行星和行星等天体。它们在中红外线波段会再次辐射从恒星获得的热量。恒星周围的尘埃也会发生同样的情况。它们被加热，并重新辐射出中红外线。新生恒星周围的物质盘：原行星盘，会发出红外线辐射。由于这些星盘是新行星形成的地方，因此红外线视图能更详细地显示它们的演化过程。
通过对遥远星系的中红外研究，可以深入了解它们的形成历史及其恒星形成率。此外，这一波长范围还为了解活动星系核的活动和存在打开了一扇窗。中红外宇宙观测能告诉天文学家的远不止于此。
关于TAO
据 TAO 项目负责人兼首席研究员 Yuzuru Yoshii 教授介绍，新天文台研究的每一个波长都能提供独特的见解。他说：“我正在寻求阐明宇宙的奥秘，比如暗能量和第一代恒星。为此，就需要以一种只有TAO才能做到的方式来观察天空。”
东京阿塔卡马天文台望远镜结构示意图。
左侧注释从上至下依次为：Spider: 蜘蛛腿架、Secondary Mirror: 副镜、Center Piece: 中心部件、Promary Mirror: 主镜、Stairway to Nasmyth Stage: 通往奈氏平台的阶梯、Turn Table: 转台、Azymuth Rail: Azymuth轨道、Concrete Pier: 混凝土基座、Entrance into Pier: 基座入口
右侧注释从上至下依次为：Top Ring: 顶环、Truss Structure: 桁架结构、Primary Mirroe Cover: 主境盖、Nadmyth Instrument Rotator: 奈氏仪器旋转器、Nasmyth Stage：奈氏平台、Fork Structure: 叉形结构
图片来源:TAO project
TAO 的核心是一面 6.5 米长的镜子，它将把入射光导向专门的仪器。一个是同色宽视场红外多目标摄谱仪（SWIMS），它可以观测大片天空，并同时观测两种波长的光。另一个是用于探测未知宇宙的中红外多视场成像仪（MIMIZUKU）。它可以观察宇宙中尘埃较多的区域。两者都将让天文学家有效地收集宇宙中各种星系和其他结构的信息。
Masahiro Konishi 助理教授解释：“对SWIMS观测数据的分析将有助于深入了解这些天体的形成，包括其中心超大质量黑洞的演化。”新的望远镜和仪器自然有助于推动天文学的发展。我希望下一代天文学家能够利用TAO和其他地基、空基望远镜，取得意想不到的发现，挑战我们现有的认识并尝试探索未解之谜。
https://www.universetoday.com/166845/the-highest-observatory-in-the-world-comes-online/
『天文湿刻』 牧夫出品
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天文台暮时
图片来源：ESO
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