判断在哪里给天文望远镜安家？用大数据支撑科学指标

先来看视宁度。大气抖动对望远镜观测星象造成的模糊程度，就是视宁度。视宁度越低，天文观测图像的成像清晰度越好。

视宁度的监测往往采用差分图像运动监测仪的设备。这种设备根据所收集到的星斑的运动统计结果，结合大气湍流的物理统计模型，就可以反演出台址上空大气的视宁度。

决定地基光学红外望远镜能否看到天体的最重要的因素还包括云量遮挡。冯麓介绍，传统天文观测有两种，一种测量天体的亮度，一种是测量天体的光谱。对于测光观测而言，因为测量的是来自目标天体的光子的绝对数量，所以一旦在观测目标和望远镜之间出现云，就会减少到达望远镜的光子。另外，云层厚的时候也有可能完全接收不到光子。而光谱观测不需要测量到达的光子的绝对数量。只要有来自天体的光能被接收，而且强度足够看到各条谱线的相对位置，这个观测就是成功的。但如果观测的天体比较暗，光谱可能也会受一点影响。

所以，天文学家在考察台址的云量时，一般会把长时间(比如3到6个小时)在天顶方向很大角度范围里不存在任何云的情况，称为晴夜，或者测光夜。而在长时间较小范围内无云，或者少云的情况称为光谱夜。

冯麓认为，“一个台址是否优良，首先要看的就是它的晴夜和光谱夜占全年的百分比。如果有云，还要看云的分布和有云的时间长短。”

此外，水汽是阻止红外光穿透大气的主要因素。评价大气水汽含量的指标是大气可沉降水汽含量。它表征了从地面到天顶大气中水汽的总量，海拔越高越干旱。周围植被越少的台址通常可沉降水汽含量也会明显较低。水汽的指标测量较为复杂，往往需要在红外和射电多波段同时进行探测，根据探测结果，结合模型，反演出可沉降水汽含量的绝对值。

“不过，考虑一地是否适合做台址，要综合考虑各个参数之间的关系，在能‘看到’天体的基础上‘看好‘才行。”冯麓说。

为了让天文望远镜能尽可能不受环境的影响，近年来，科学家们也在尝试将自适应光学系统应用于天文望远镜中。

冯麓介绍，自适应光学系统可以根据大气湍流的特征，在望远镜光路中对接收到的天体畸变波前进行校正，尽可能降低大气湍流对成像的影响。同时，为了实时探测大气湍流，科学家会使用高性能的钠激光，激发位于90-110千米高的高空中的钠原子，使钠原子产生共振荧光。共振荧光中后向发射的光子返回地面的过程中，会将大气湍流照亮，科学家们就可以据此判断大气湍流的变化强度，既而进行校正。但这种技术又会受到钠层在丰度和高度上地域和季节性变化的影响，同时还会受到像高空风速、地球磁场矢量等与台址相关的因素的制约。

“但无论如何，下一代地基光学红外望远镜最大的特点就是口径大，观测的天体也会更暗。这就要求天文台台址在保证可观测夜数足够的前提下，天空背景要更暗，湍流要更小，或者说视宁度越低越好，才能有效发挥望远镜性能。”冯麓说。(科技日报记者金凤)