歐洲南方天文台新的研究評估近地軌道衛星群對天文觀測的影響

天文學家最近對近地軌道衛星群對科學研究的影響提出了擔憂。 為了更好地了解這些近地軌道衛星群對天文觀測的影響，歐洲南方天文台受到委託，進行了對天文觀測影響的科學研究，重點是使用歐洲南方天文台望遠鏡在可見光和紅外中進行觀測，同時還考慮了其他天文台。 這項研究考慮了太空探索科技公司（SpaceX），亞馬遜公司（Amazon），一網公司（OneWeb）和其它公司正在開發的十八個代表性近地軌道衛星群，總計超過二萬六千顆衛星。

研究發現，像歐洲南方天文台的超大型望遠鏡和即將推出的歐洲南方天文台的超大型望遠鏡這樣的大型望遠鏡將受到正在開發中的近地軌道衛星群的中等影響。 長時間曝光（約一千秒）的效果更明顯，在黃昏，黎明和日出之間以及日落和黃昏之間的時間中，高達3％的曝光可能會受到破壞。 較短的暴光時間受到的影響較小，受影響的此類觀測不到0.5％。 夜間在其它時間進行的觀測也將受到較小的影響，因為衛星將處於地球的陰影下，因此不會照亮。 根據科學情況，可以通過更改歐洲南方天文台望遠鏡的運行時間表來減少影響，儘管這些更改需要付出一定的代價。減輕影響的有效步驟是在衛星表面加工變暗，減低反射陽光。

研究還發現，最大的影響可能是對廣域巡天，特別是那些使用大型望遠鏡進行的巡天觀測。例如，根據一年中的時間，夜晚的時間和環境的不同，美國國家科學基金會的魯賓天文台（Vera C. Rubin Observatory 不是歐洲南方天文台的設施）受到影響的多達三成至五成。研究探索其它策略，例如可用於歐洲南方天文台望遠鏡的減緩技術不適用於該天文台。需要進行進一步的研究，以充分了解這種觀測數據丟失和分析複雜性的科學含義。像魯賓天文台這樣的大視野勘測望遠鏡可以快速掃描大部分天空，這對於發現短壽命現象（如超新星或潛在危險的小行星）至關重要。由於它們具有迅速生成非常大的數據集並為許多其它天文台找到觀測目標的獨特能力，因此歐洲及其它地區的天文學界和資助機構將廣角測量望遠鏡列為未來天文學發展的重中之重。

專業和業餘天文學家都對近地軌道衛星群如何影響夜空的原始景觀提出了擔憂。研究顯示，來自近地軌道衛星群的大約一千六百顆衛星將位於中緯度天文台的地平線上方，其中大部分會在天空的低空-地平線的三十度以內。在任何特定的時間，大約都會有二百五十顆近地軌道衛星群。雖然它們在日落和日出時都會被太陽照亮，但越來越多的物體在深夜進入地球的陰影。歐洲南方天文台研究假設所有這些衛星都具有亮度。在這種假設下，多達約一百顆衛星可能足夠亮，以至於在黃昏時可以用肉眼看到，其中約有十顆高於三十度的仰角。隨著夜晚變得越來越黑，衛星進入地球的陰影，所有這些數字都直線下降。總體而言，這些新的近地軌道衛星群將使夜空中超過三十度的肉眼可見的衛星數量增加一倍。

【圖、文：節譯自歐洲南方天文台2020年3月5日新聞公佈】研究全文將會刊登在《天文學與天體物理學報》