哈勃要下岗？地面望远镜拍摄出更加清晰的海王星

　　最近，位于智利的欧洲南方天文台用甚大望远镜（VLT）给海王星拍了一张新的照片。

欧洲南方天文台的甚大望远镜采用新的自适应光学技术拍摄的海王星。图片来源：ESO网站

　　看上去平平无奇对不对？甚至比不上旅行者2号探测器在1989年拍下的那张经典影像。不过，可以飞掠海王星拍照的探测器并不是说有就有的。想得到新的图像，科学家就得在距离海王星47亿千米外的地球上想办法。

1989年8月25日，旅行者2号探测器在飞掠海王星时拍摄到它的全貌。图片来源：NASA网站

　　在以前，科学家得动用哈勃太空望远镜。在地面上并非不能观测到海王星，只是，想拍到媲美太空望远镜的清晰照片可不太现实。
　　因为，地球有着一层厚厚的大气层。这层大气并不是静止的，它时刻流动，可以扭曲太空中物体的外观，让星星看起来一闪一闪，也让遥远的天体像蒙了一层面纱般模糊。

修正了大气扰动的图像（左）以及未经过修整的图像（右）。图片来源：ESO网站

　　所以，想从地面观测遥远的天体，就必须找到一种方法来修正这种模糊。除了选择在大气流动不那么强烈的地方建造望远镜，天文学家还采用了一套特别的方法——测量大气造成模糊的程度，在拍摄图像的同时“减”去这种模糊。
　　怎样确定这种模糊的程度呢？这就要用到激光了。天文学家在观测时会往夜空中投射激光，在大气高层人为制造出一个或者多个星点，用来测量大气层造成的模糊程度。计算机会对望远镜镜面的形状作出实时调整，把天体图像的模糊程度减少到最低。这种方法，被叫做自适应光学。
　　VLT由4台口径8.2米的望远镜组成。在其中一台望远镜上，欧南台的科学家开发出一种新的自适应光学模式。观测时，这台望远镜将4束明亮的激光投向天空，并依照激光星点的抖动实时调整副镜镜面的形状。这样的调整，每秒钟可以进行上千次。

自适应光学系统正在工作，四束激光同时亮起，指向遥远的夜空。图片来源：ESO网站

　　通过称为激光断层扫描的新技术，这台望远镜在观测很小一块天空的时候，能够测量并抵消大气层不同高度的全部抖动，从而无视大气层的干扰，达到望远镜理论上的观测清晰度。开头的那幅海王星的照片，就是这一技术的首次演示。这张照片的清晰度，已经超过了在太空中运行的哈勃望远镜。

VLT拍摄的海王星（左）与哈勃望远镜拍摄的海王星（右）对比。可以看出左边的图像更加清晰。图片来源：ESO网站

　　这样的话，会不会有一天，我们再也不需要太空望远镜了？当然不会。地面观测不仅需要解决大气的扰动，也会面临越来越严重的光污染问题。而红外线、紫外线以及X射线，因为很难穿过大气，也必须通过太空望远镜才能观测。无论是地面望远镜还是太空望远镜，都有其不可替代的作用。
　　随着这类技术的成熟，以及未来更大型的地面光学望远镜的落成，可以预期，我们会看到越来越多更清晰的太空影像。有点等不急想要看更多了呢！

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