为什么要把天文观测的中心移向太空

为什么要把天文观测的中心移向太空

我们所居住的地球被一层厚厚的大气包围着，使人类避免受到宇宙空间飞来的流星、一些有害的射线和粒子的危害。但是，这层大气也确实给我们添了不少麻烦，例如使我们观测宇宙时受到了很大的限制。

由于地面和空气吸收大量的太阳辐射，造成空气冷热不平衡而形成风，特别是低层大气温度和密度分布得非常不均匀，处于不规则运动状态。这种大气扰动会引起星光的闪烁，使得天文望远镜中很难获得宁静如明镜似的星像。许多遥远、微弱的天体也就无法观测到;大气对光线的折射和散射不仅会产生一定亮度的天空背景而不利于观测，而且会歪曲天体位置、形状和颜色。大气中的烟雾、尘埃的微粒、水蒸气的波动对天文观测都有影响，尤其是大城市附近，夜晚城市灯光照亮了空气中的这些微粒，使天空带有亮光，妨碍光学望远镜观测暗弱的星星。对于用天文望远镜透过地球浓密大气进行天文观测，有一位科学家说得非常形象:“在地面上观测恒星是很费劲的，就像从湖底看飞鸟一样”。

为了摆脱大气对天文观测的影响，科学家开始建议把天文台建在山上。那里远离城市，尘埃和烟雾均少。越高的地方，空气越稀薄，尘埃和水蒸气越少，影响也就越小。于是大多数国家都把天文台设在山上。即使这样，还是不能排除阴雨天对观测的影响。对于一些精密的天文观测，山上的天文观测中心也不能完全排除大气带来的不利影响。大气中气流扰动直接影响地面上光学望远镜口径的进一步增大。目前地面上最大的反射望远镜口径达6米，设在前苏联高加索泽连丘克斯卡亚山上。其次是美国帕拉玛山天文台口径5米的海尔望远镜。望远镜造得过大过重可能还会引起望远镜本身变形。因此，这些大口径望远镜可能已接近极限了，地面上不可能再造更大的了。

天体的辐射也受到地球大气的阻挡，通常只有可见光和近红外区的辐射才能透过地球大气层;红外线和紫外线的光谱大部分会被大气吸收，这样就限制了天文观测的波段范围。由于大气的强烈吸收，在地面上根本没有可能对天体进行紫外辐射、X射线和γ射线的观测。然而，对这些辐射源的观测十分重要，因为从中可以获得关于天体能量的来源以及如何演化的重要信息。

要完全和彻底摆脱地球大气的限制，天文学家早就渴望把天文望远镜搬到空间去，在大气外的太空，甚至在月球背面建立太空天文台。那时星星不再调皮闪烁了，天文望远镜中星像不会模糊不清;光线也不会发生散射现象，天文观测十分方便。另外，很重要的是在微重力或无重力的情况下，天文望远镜、射电望远镜都可造得很大，因而放大倍数也可不断增大。这就为天文研究打开了一条广阔无比的道路，一定会大大促进人类对宇宙的认识和了解。