一个天文科学人的崇拜之旅
当我们仰望深邃的星空时,往往会有很多想象和好奇:宇宙那么大,里面有什么?
说到天文学,很多人脑海中可能会浮现出这样一幅画面:一座孤零零的山顶上有一座天文台,天文台的穹顶里放着一架巨大的望远镜。研究人员在观察天体变化的同时,用表格记录一些东西。这似乎是一个孤独而神秘的职业。
然而,从事天文学研究的王开湘会告诉你,这并不是一门冰冷的学科,天文学离我们的生活并不那么遥远。千百年来,人类对宇宙的探索与对美的追求密不可分。因为这份热爱,他开始踏上了流星之旅,开始跋涉千里追寻日食、流星、极光,也由此喜欢上了爬山、滑雪、冲浪等丰富多彩的户外运动。
他的“偶像化”足迹始于好奇,最终将跟随探索之心走向宇宙深处。
一个天文学“科学人”的日常生活
我叫王开湘,目前在北京大学李克威天文与天体物理研究所读博。我目前的研究对象主要是室女座星系团中的矮星系和球状星团。大家可能听起来很陌生,但是2019年在网上发生了一件非常热门的科学事件——天文学家发表了“人类有史以来获得的第一张黑洞照片”。照片中的黑洞是M87星系中心的超大质量黑洞,M87星系是室女座星系团(室女座星系团由大约2000个成员星系组成,结构丰富多彩,大小不一)中的中心星系。
2019年,全球多个国家的天文学家联合发表了人类有史以来获得的第一张黑洞照片。“视界望远镜”(EHT)国际研究项目地图
其实不是你想的那样。天文研究人员经常做“夜猫子”,在晚上观察星星。世界各地的天文台都有大型望远镜设备。我们偶尔会去那里观察,但大部分时间都是坐在办公室电脑前,从早到晚处理收集到的数据。根据这些数据,我们可以分析天体的性质、运动和变化规律,并将信息转化为我们能够理解、认识和分析的物理规律。
通过大型望远镜的数据,我经常可以看到一些隐藏在遥远的宇宙深处的星系。这些暗淡的星系是普通相机拍不到的深空场景,但通过一些技术处理,我们可以通过合成不同颜色的滤镜拍摄的单色图像,尽可能地还原星系的美丽色彩和真实面貌。
室女座星系团中的M88星系。(本文图片除特别注明外,均为王开湘图片。)
那次难忘的日全食
我上小学的时候,正好赶上中国的神舟五号和神舟六号发射。那时候经常在电视上看到这方面的新闻。也是从那时起,我对天文知识产生了兴趣,喜欢看一些科普杂志,了解国内外各种行星探测器的动态。但真正让我走上天文学道路的转折点是在2009年。
2009年7月,中国长江流域发生了罕见的日全食。当时我住在浙江绍兴,那天绍兴正好在日全食带上。我记得当时站在我家门口,看着这场非常震撼的日全食。直到今天都难以忘怀(注:从2009年7月22日上午8点开始,在中国长江中下游地区,成都、重庆、武汉、合肥、杭州、上海等众多大城市,目睹了本世纪最重要、持续时间最长的日全食。这次日食也被称为“长江日全食”)。
2009年7月22日上午,一场震撼人心的日全食在长江流域上演。当时CCTV10科教频道还推出了《天空奇观——直播日全食》多点直播节目。视频截图
后来我进了高中,学校组建了天文社团。出于兴趣,我报了名。在老师的带领下,我们开始上天文课,代表学校参加全国天文知识竞赛。可以说从这个时候开始,我开始系统的学习天文学。
2012年,第一次参加全国天文奥林匹克竞赛时获得一等奖,后来入选国家队代表中国参加亚太天文奥林匹克竞赛。当时在学校经常参加天文活动,深深感受到自己对天文的热爱。
夜空中最亮的星系
千百年来,人类从未停止过对自然之美的追求。流星雨、超级月亮、日食等自然现象都代表了一种非常纯粹的美。在一个复杂纷扰的世界里,相信每个人捕捉到这样美好的事物都是一种情绪上的调整,这也是为什么平时生活在城市里的人偶尔会想走进大山里仰望星空的原因。
我非常喜欢户外旅行。我喜欢用卫星地图和游记搜索相对冷门的景点,一头扎进山野感受大自然的原始魅力,那里往往是星空中最美的地方。
千百年来,人类从未停止过对自然之美的追求。
所以我经常带着登山包,三脚架,单反,适合拍摄星空的广角大光圈镜头,有时候还会带上无人机独自爬山。
巨川涧现为国家3A景区,位于北纬30°,漳州、杭州、周目交界处的玉灵关。图为船尖的银河。
四川西部贡嘎附近的牙垭口、黑石城、冷嘎错、青海的敖包梁丫蛋是中国非常受欢迎的星空拍摄地,每年都吸引了很多国内外的摄影爱好者。
记得2017年,我爬了青海年保玉泽的一座山,在海拔4000米左右的大本营住下。那天晚上天气特别好,天特别黑。那天晚上看到的银河,也是我肉眼见过的最干净最亮的一个,印象非常深刻。
其实星空摄影的位置并不复杂,只要光污染少,透明度高就行。另外,从摄影的角度来说,最好有较好的景观和相对便利的交通条件,然后选择晴朗的夜晚,避开月光。如果光污染特别严重,再好的相机也拍不出美丽的星空。
与星空摄影相比,天文台的选址要复杂得多。光污染少是最起码的条件,高海拔可以相对避开低层大气的水汽,获得更好的透明度和红外观测窗口。大气安静度(能见度:与望远镜观测目标的分辨率和清晰度有关)和平均晴天夜数是考虑天文台位置的至关重要的指标。此外,还要考虑风力、湿度等其他气象条件,以及交通(大型望远镜的运输和安装)、后勤保障等。目前西藏的阿里,新疆的穆斯塔格,四川的稻城,都是中国未来正在选址建设大望远镜的地方。
船尖的银河之美。王开湘视频微博@Kvalvik(00:13)
可能有人会觉得星空摄影是奢侈的爱好,是“烧钱”。这种印象主要是有人追求极致的画质造成的,深空摄影确实比普通星野摄影需要更多的成本。但如果你只是想欣赏星空的美丽,手里的普通器材也能拍出美丽的星空。只要星空条件足够好,你的构图和布景选得好,这并不是一个门槛很高的爱好。
因为星空就在我们身边,即使生活在大城市,只要天气正常,我们也能找到北斗七星、天蝎座、猎户座和金星,日落后西南方向最亮的星星。
星空拍摄不是一个高门槛的爱好。
极地最震撼的一幕
如果让我选三个我心目中最震撼的天文现象,那就是日全食和流星雨爆炸(比如2001的狮子座流星雨爆炸比较有名),还有极光。
我很喜欢拍极光,去过北欧三次。
第一次是在2017年,去了挪威北部的罗弗敦群岛。它是北极圈内一个美丽的岛屿,有雪山、湖泊、海滩、极光和渔村...从自然风光到维京文化应有尽有,也是世界闻名的“追光”胜地之一。
莱纳镇,洛弗顿群岛
洛弗顿群岛赖因布林根峰全景
v?r?Y岛是洛弗顿群岛的一部分,是大西洋中一个不为人知的宝藏秘密。
第一眼我就被极光的美丽所吸引,绿光带在夜空中舞动,若隐若现,变幻莫测。极光是来自太阳风的带电粒子在地球磁场的作用下,与地球极地附近高层大气中的原子和分子碰撞而产生的发光现象。幸运的是在那个时候,我看到了处于爆炸状态的极光。光带在整个夜空中不停地闪烁,还呈现出各种奇妙的颜色:蓝色、紫色、红色、绿色,有时还有一些黄色,像被风吹动的幕布一样在夜空中飘荡。另一次印象深刻的经历是去年9月,我在冰岛开车旅行。一天晚上,极光爆发的时候,我正好开车在路上,不小心向窗外瞥了一眼。绿色的极光在不远处的地平线上翩翩起舞。这幅画太精彩了,很难用语言来描述。
冰岛的极光。
近年来,“极光旅行”越来越受欢迎,越来越多的游客前往阿拉斯加、芬兰、加拿大等地追逐极光。但除了极光,极地还有另外两种特殊的自然现象:极夜和极昼。
在罗弗敦群岛看完冬天的极光后,有一年夏天我又回到了那里。这一次,我经历了二十天的极限日生活。
那段时间,我经常凌晨两点一个人去爬山。虽然已是午夜,太阳仍微微照在正北的海平面上,就像傍晚的夕阳。光线柔和而梦幻。三四点钟,太阳开始慢慢升起。当地人经常坐在沙滩上,听着海浪的声音,沐浴着午夜的阳光,享受着大自然的美丽。
微博@Kvalvik(00:57)
与极昼相比,极夜的体验有些不同,因为除非你离南北极相当近,否则很难经历24小时的完全黑暗。2065438+2007年2月,我在挪威最北部的城市朗伊尔城旅行。中午,太阳接近地平线,但它不会上升。天空中有一些亮光,但下午两点过后,整个城市笼罩在黑暗中。(注:朗伊尔城是挪威斯瓦尔巴特群岛最大岛屿斯匹次卑尔根岛的首府。它距离北极只有1.300公里,一年中有116天处于极夜。它是世界上最北的城市,人口众多。据说在朗伊尔城,死亡是被禁止的,因为人们发现恶劣的天气可以防止尸体腐烂。
体验挪威最北部城市朗伊尔城的极夜。
朗伊尔城是挪威斯瓦尔巴特群岛最大岛屿斯匹次卑尔根岛的首府,一年中有116天处于极夜。
天文学中的世界观
经常有人问我:“你们学天文的相信有外星人吗?”
每次遇到这样的问题,我都会解释,银河系大概有2000亿颗恒星,包括几百亿颗像太阳一样的恒星。根据我们目前对太阳系外恒星的观测,很多恒星都被一个类似太阳系的行星系统包围着,也就是说我们的太阳系并不是唯一的。银河系中可能有数百亿个“太阳系”,银河系只是整个宇宙中数千亿个中的一个。
那么,你认为我们的地球是独一无二的吗?你认为只有我们地球能产生智慧生命吗?
火箭夜光云。
天文学是一门很好的学科,可以重塑我们的世界观,教会我们新的思维方式,让我们时不时地把眼睛从眼前的世界中分离出来,发散思维。对我来说,研究天文学,关注宇宙的尺度,我发现了一个更奇妙的世界。除了好奇,我也想通过自己的努力发现一些东西,探索更多的宇宙规律,这大概是我长期从事天文研究的主要动力之一。
恒星的寿命是几十亿年。对于我们人类的生命来说,星空是永恒的。