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        作者:辛雨 來源:中國科學報 發布時間:2022/5/30 17:07:28
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        衛星群對天文學造成日益嚴重的威脅

         

        一群星鏈衛星(縱向平行曲線)經過美國新墨西哥州卡森國家森林公園附近上空。圖片來源:M. Lewinsky (CC BY 2.0)

        三年前,SpaceX發射了首批Starlink星鏈互聯網通信衛星,引發了天文學家對衛星在夜空照片上留下的條紋的擔憂。從那時起,其他許多“星鏈”發射升空,如今已有超2300顆“星鏈”環繞地球運行,幾乎占所有運行衛星的一半。

        然而,越來越多的證據表明,這些“星鏈”將對全球的天文觀測站和其他天文觀測者造成相當大的干擾,目前衛星公司還沒有找到解決方案,且未來幾年,可能會有數以萬計的新衛星發射。

        自從第一顆“星鏈”發射以來,天文學家已經開始組織全球相關力量進行回應。經過去兩年的一系列國際研討后,國際天文聯合會(IAU)成立了一個保護黑暗和安靜天空免受衛星星座干擾的中心,為天文學家、政策制定者、衛星運營商等協調如何減少衛星劃過天空的影響。

        最近《天文學雜志》發表的一項研究表明,未來的衛星星座將在南緯50°和北緯50°左右的夏夜里最為明顯,而許多歐洲和加拿大的天文設施都建在那里。該研究稱,如果SpaceX和其他公司發射計劃的65000顆衛星,那么在夏至前后,這些緯度地區的夜空中將會有明亮的光點。在日出和日落前后的幾個小時里,肉眼可見的每14顆星星中大約有一顆是衛星。

        研究廣闊天空的天文觀測站將受到最大影響。美國加州帕洛瑪山的茲威基瞬變設施(ZTF)在2021年8月黃昏時分拍攝的圖像中觀察到了18%的衛星條紋。波蘭華沙大學天文學家Przemek Mróz指出,這個數字還會隨著衛星數量的增加而上升。他對2022年4月ZTF的數據進行了初步分析,結果發現衛星的條紋影響了約20%~25%的黃昏圖像。

        Mróz表示,到目前為止,ZTF的許多測量數據還沒有被衛星條紋破壞,部分原因是它的圖像處理方法可以檢測和掩蓋衛星的軌跡。但其他的天文臺面臨著更大的挑戰,特別是由美國資助、在智利建造的8.4米寬的望遠鏡——薇拉·魯賓天文臺。因為它將每三天對整個可見天空進行拍攝,所以它將特別容易受到衛星在其圖像上留下條紋的影響。天文學家正在研究減輕損害的方法,如可以識別和消除數據中衛星條紋的算法,但修復數據需要大量的時間和精力。

        衛星數量的增加還有可能對射電天文學領域產生負面影響并增加空間碎片的數量。其他更廣泛的影響可能會影響到世界范圍內的生命:衛星的存在導致天空中出現背景光,這可能會使依賴天體導航的動物迷失方向。另外,衛星條紋還會干擾人類的知識系統,如依靠黑暗天空的信息來標記全年重要事件的土著知識系統。

        一些衛星運營商一直在努力緩解這一問題。SpaceX已經測試了降低“星鏈”亮度的方法,其中包括安裝遮陽板。SpaceX工程師David Goldstein在本月早些時候稱,SpaceX正在研究其他緩解措施,比如在衛星鏡面上添加貼紙或其他材料以反射遠離地球的光線。這種做法的效果如何仍在研究中。

        近幾日內,國際天文聯合會(IAU)將推出一個網站,其中包括幫助望遠鏡運營商預測衛星位置的工具,以便他們可以將儀器指向其他地方。

        值得一提的是,雖然IAU和其他天文組織一直在敦促聯合國承認這一問題,但目前還沒有法律規定衛星在夜空中應該呈現多亮的亮度。6月1日在維也納舉行的聯合國和平利用外層空間委員會會議上,來自許多國家的代表將討論保護天空的問題。

        相關論文信息:https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac341b

         
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