周一·知古通今
周二·牧夫专栏
周三·风月同天
周四·观测指南
周五·深空探测
周六·茶余星话
周日·太空探索
作者：遠山真理
校对：余路汉
审阅：涂天宇，梁美珍，曹雷
编排：张一帆
后台：李子琦
说起南美，大家首先想起的是那飞驰于绿茵场上的潘帕斯雄鹰？还是热情的桑巴舞者？或是古老而神秘的印加文明？这片与中国相隔一整个太平洋的土地似乎总让人觉得遥远到不真实。然而对于天文爱好者以及从事天文工作的人们来说，有那么一个南美国家具有着独特而不可撼动的地位——别称丝带国或天涯之国的智利。
注意：浅绿色为智利宣称主权但未获承认的南极领地
纵贯南美大陆的安第斯山脉划分了智利和阿根廷的国界，它留给了阿根廷广袤的草原，却只留给了智利平均宽度仅有千米的山海狭道。这条细长的丝带似乎注定与世隔绝，直到大航海时代的西班牙人跨越重洋到这片土地上建立了殖民地
智利成为一个独立国家仅有年的历史，其国名有多种解释，或是克丘亚语的“寒冷"，或是印加语的“地球的尽头”与“海鸥”。似乎将它们拼凑在一起便诠释了这个国家的地理——远寂孤冷的海滨之国。
地理环境给予智利的试炼并不止于此，滨海看似意味着丰富的水资源，然而智利的北部恰好在副热带高压的控制之下，本身的高原地形加之秘鲁寒流对下层水汽的凝结，导致太平洋的水汽根本无法输送到陆地上，大西洋一侧的水汽又被安第斯山脉所阻隔，于是就形成了地球上最为干旱的地方——年平均降雨小于0.1毫米的阿塔卡马沙漠。
在归途时恰好拍下了这张照片，路的前方是沿海的市区方向，后方是沙漠方向，肉眼可见山峰对于水汽的分隔作用。
这样的环境几乎给生命判了死刑，但却造就了一片地球上最为澄澈的星空，没有水汽的高原、寒冷无风的夜晚是天文工作者们最喜爱的观测条件。于是从上世纪60年代起，欧洲南方天文台（ESO）便有了在阿塔卡马沙漠中建立观测站的计划。经过数年的实地考察选址，ESO的第一个落脚点选在了阿塔卡马沙漠南方的一块海拔米的马鞍形高地上，遂命名为拉西亚（LaSilla，西班牙语中的马鞍）。笔者有幸在今年的九月获得了一次在拉西亚天文台进行实地观测的机会，愿以此文与读者共享这趟观星之旅。
拉西亚天文台在智利的位置。卫星图上覆盖了秘鲁，玻利维亚，智利，阿根廷四国的黄色区域便是阿塔卡马沙漠。关于拉西亚天文台的翻译，也有译作拉西拉的，取决于LaSilla中lla是按照西语还是英文来发音，前者为亚，后者为拉。
前往天文台是一段漫长的旅途。从东亚几乎没有直达智利的航班，至少需要在北美转一次机，并且智利主要的国际航班都集中在首都圣地亚哥的阿图罗梅里诺-贝尼特斯机场，因此前往智利首都以外的地方转两次机是基本操作，算上候机时间很可能整整两天都在路上。距离拉西亚天文台最近的拉弗罗里达机场位于智利第四大区科金博的首府拉塞雷纳，这座智利第二古老的城市是全国为数不多的气候宜人的好住处，每逢周末便会吸引不少游客从公里外的首都大区前来度假，虽也算不上繁华，却也食得人间烟火。
拉塞雷纳的一个海边广场，中央的木质雕塑是曾获得年诺贝尔文学奖的智利作家和诗人加夫列拉·米斯特拉尔，她的诗歌时而代言着人民的苦难，时而如泣血般诉说死亡的痛楚，许多作品都具有浓厚的悲剧意味。另一方面她也会为爱情讴歌，为自然称颂。她出版于年的文集《荒凉（Desolación）》是拉美诗歌的代表作，也被称作是最悲惨的诗歌之一，然而其中一首描绘天空的诗歌却成了通篇充满压抑氛围的这部文集的一束微光，试译如下：
《天空ElCielo》
天空是一张无边无际的画布，
它有着无限的色调和色彩，
它有着无限的美丽和奇妙。
它是群星的家园，
它是众神的领地，
充满未知与无限。
它是天空，
伟大，狂野，美妙的天空。
落日余晖下的海水浴场，隔湾可以望到对岸瓜亚坎港山上的巨大千禧年十字架。拉塞雷纳人的晚间休闲也不外乎散步骑车，泡海水浴，吃烧烤和逛商场。
在拉塞雷纳稍作停留后的第二天早上，天文台就派出班车来接送上山了，从拉塞雷纳市区到拉西亚天文台大约为两个半小时的车程，驱车向北经过人口仅为多人的小镇拉伊格拉后就算正式进入阿塔卡马沙漠了，沿途的风景也由海岸线一转成为黄褐色的沙地。其实相较于真正处于阿塔卡马沙漠腹地的ALMA来说，拉西亚天文台的位置已经算得上是城市近郊了，道路的状况也比较良好，不过手机信号还是会没有的。
抵达天文台前的最后一段路，已经可以看到马鞍上的白色穹顶了，其中左侧最显眼的是启用于年的当时最大口径的望远镜之一，欧南台3.6米。这片沙漠并非死气沉沉，多有滨藜属的植物点缀路旁。也许大家印象中的沙漠总是黄沙漫天，但其实由沙子组成的沙漠主要形成在低海拔地区，而高地沙漠往往由碎石和盐沼组成。包含了部分安第斯山脉的阿塔卡马沙漠就是一个典型的高地沙漠。著名的天空之镜，玻利维亚的乌尤尼盐沼就是同一片高地沙漠的产物。
像拉西亚这样大体量的天文台一般都是配备有常驻工作人员的，所以基础设施也是天文台必不可少的一个组成部分。九月份的南美是冬春交接之时，沙漠的昼夜温差可以达到20多度，所以暖气是必不可少的，以及厚重的窗帘，一来保证夜晚的观测员们在日间的睡眠，二来防止夜间屋内的灯光透到外面对观测产生影响。天文台对于夜间的灯光管控是非常严格的，只给每人配备了一个像是激光笔的小手电用以在夜间完全没有路灯的道路上移动。
另一个不得不提的基础设施：天文台工作人员们的避风港终极快乐小屋，食堂。
在三天的停留中笔者发觉在这里工作的最大福利大概就是这个24小时不间断免费供应自助牛羊猪鱼排蔬菜沙拉意面水果牛奶面包以及各种饮料的食堂了，观测到半夜，路过啃块排，快似活神仙。另外因为九月是智利的国庆月，许多餐厅都会像这样挂上一长串的智利国旗，有了美食和庆典，沙漠中的生活似乎也不像想象中那么艰苦而枯燥。
在熟悉完基础设施之后就是等待太阳落山了，向天文台申请观测的一般流程是在半年到一年前向天文台提交观测计划书，天文台的审核员会对收到的计划书进行评审并挑选他们认为最有价值并且最可能成功的项目来进行观测。因此观测的目标天体以及望远镜的参数设定在前往天文台之前就早已准备好了，虽然望远镜会有每天例行的检查，但这些工作会由专门的工作人员在白天进行，并不需要访问者来操作，所以这段日落前的时间反倒是相当自由的，于是便有了闲暇来探索这里的一草一木。
步入食堂的中庭，景观的布置颇有欧式庭院的风味。因为高海拔的缘故，即使是冬天，阳光的照射依然耀眼，生长情况并不良好的几棵樟树诉说着环境的严苛。
拉西亚天文台的纵向深度大约在两千米左右，总共拥有着20台左右大大小小的望远镜，但是目前还在运作的仅剩下三台，都分布在天文台的较深处。从基础设施区域到这些望远镜有道路连接，步行抵达颇费了一番功夫，但也带来了意外的惊喜。
沿着天文台外缘的道路漫步，远远望到一队羊驼正在乱石岗上缓步行进。方才意识到这里（安第斯山脉）正是大羊驼（Lamaglama）的原产地。这些骆驼科动物在万年前经由巴拿马地峡从北美洲迁徙而来便定居于此，并在南美文明的发展中扮演着举足轻重的角色，从运输货物到制作纤维，保护农场，人类在这片不毛之地上并不孤独
来自羊驼的凝视
道路的尽头正是上文提到的ESO3.6米望远镜，它所建成的年是4米与8米级望远镜新老交接的年代，彼时的天文学家们面临着一个难题，虽然通过增加望远镜的尺寸可以在理论上进一步增加图像的分辨率（瑞利极限），但是地球大气的扰动总会造成光波波前的扭曲，导致成像发生畸变。要想8米级望远镜的图像分辨率达到理论极限就必须解决这个问题。由此提出的解决方案就称为自适应光学系统（AO），而ESO3.6米正是将这一理论付诸于实践的先驱之一，而现在AO已经成为了8米级望远镜如凯克望远镜和昴星团望远镜的标配。所以可以说ESO3.6米是8米级望远镜的引路人。
自适应光学系统（adaptiveoptics,AO）的原理简图。
左侧：当使用普通的镜面时，由于空气的扰动，收到的光波形状会发生畸变，导致反射后的成像也会有相应的扭曲。
右侧：自适应光学技术提出使用可以实时变形的镜面来矫正大气造成的扰动。
但是这种矫正的幅度非常精密，并且要在亚毫秒级的时间单位内完成调整，所以这项技术从提出（年代）到实现（年代）花费了三十年。但是AO也有自身的限制，为了获取足够精确的实时大气扰动信息，在观测目标天体的附近必须要有一颗足够明亮的星，也就是所谓的导星。但并不是每一块天区都能有那么一颗明亮的星星，于是人们便提出了激光导星的方案。其原理是通过激光的能量将大气中的钠原子激发，在大气层上“造出”一颗星。这也是为什么大家在看到有的望远镜图片的时候会发现有一束对准天上的激光。
ESO3.6米的穹顶内侧，它是一台反射式望远镜，主镜位于底座的蓝色外壳内部，悬挂在顶上的是它的次镜。望远镜的组成部分除了镜面以外还有不同的连接仪器，简单来说，镜面负责收集光，而仪器负责来处理这些光，比如可以直接进行成像，或者是通过光栅来进行分光摄谱。ESO3.6米的大部分仪器现在已经停用了，唯一还在使用的是一台高精度径向速度行星搜索器（HARPS）。
ESO3.6米的邻居，同样是3.6米的新技术望远镜（NTT）。这台望远镜同样是8米级望远镜的引路人，在其上搭载的新技术便是所谓的主动光学（activeoptics）。虽然开头字母同样也是AO（现在AO一般指代自适应光学），主动光学和上文提到的自适应光学并不是一回事，两者相同之处在于都是通过镜面的调整来修正外界环境因素对于观测的影响，不同之处在于主动光学的修正对象是重力和温度等对镜面造成的形变影响，这种修正相较于大气扰动的修正更为宏观而缓慢。
NTT现在还在使用的仪器有两个：第二代的ESO暗天体摄谱仪和相机（EFOSC2）和一台近红外相机和低解析摄谱仪，爱称“以撒之子”（SonofISAAC，SofI）
走出NTT的穹顶，不知不觉日已西沉，连绵不断的安第斯山脉蒙上了一层白色的雾霭，天空的颜色逐渐褪去，如同在沉淀中逐渐分层的鸡尾酒，随着时间一同注入天际线上的南太平洋。
远处的信号塔上几只安第斯神鹰正在歇脚，在夕阳的映衬下化为质朴的剪影。据说这种兀鹫在人类活动的区域鲜少可见，但在天文台却是常客，这里的工作人员告诉我：如果你看到了安第斯神鹰，那么今晚就很可能是一个晴朗的夜空。
回到望远镜的远程操控室，现代的天文观测已经不像是人们印象中的那样需要观测者自己手操望远镜了，大部分的工作都会由预设的程序搞定，观测者需要做的只是在电脑上进行一些精密的位置调整，参数设定和图像质量的检查，然后就只是等待夜幕的降临了。望着窗外广阔的地平线上的落日，恍惚间觉得自己似乎在驾驶着一艘巨大的飞船翱翔在天际，而眼前的一排排屏幕就像是操纵着飞船的仪表盘。
虽然情况会因人因地而异，以笔者自身经历而言，观测并不是一项繁重的工作，尤其是当对目标天体的曝光时间长达半小时以上的时候。也有观测者会利用这段时间来对已经取得的数据进行快速的处理，但笔者更喜欢利用这段时间到外面去感受这地球上最为澄澈的星空。
走出控制室，迎接我的是一个无风的夜晚，高悬的上弦月将银白色的月光倾泻到望远镜的穹顶上，为其更增添了几分富有科技感的金属光泽。有人说，天文学家是最矛盾的一批人，他们一方面用最先进的技术拓宽人类文明的认知边界，另一方面又居住在最远离人类文明的荒芜之地。回望来路，文明的洪流从山脚下奔腾而过，而通往天文台的道路就像是一条逆流的小溪，从文明中引出一条支流，在遗世独立的沙漠之巅汇集成一方绿洲。在这里，银河即使在月光的照耀下也依然璀璨，肉体从社会中脱离，精神也随之从集群意识的泥潭中抽离，自我的边界似乎从未如此清晰过，而当你委身于星空，这种边界又再次变得模糊，但此时不再是随波逐流中的挣扎，而是与天地万物间的同调。
倏起的微风吹散了时间，
如平静的海面激起碎浪，
停滞的星空又重新轮转。
干冷的气流刺激着黏膜，
赋予这星空独特的触感。
如果说盛夏海岛的星空像是绒毯，
裹挟着潮声如海风轻拂，
那么沙漠山顶的星空就像是砂纸，
闪烁的群星如石英折光。
银河的拱桥架起彼方，
麦哲伦云下灯火熙攘。
天舟的船身驶过星河，
十字的路标指引前方。
机械的转轴低声轰鸣，
澄明的巨眼开拓蛮荒。
无声的苍穹亦落惊雷，
深邃的夜空仍然未央。
待到拂晓的朝霞晕染了天际，
为那苏醒的世界画上了浓妆，
为那隐去的繁星奏响了终曲离殇。
责任编辑：王雨阳
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』牧夫出品
展翅飞翔的安第斯神鹫
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