建在世界之巔的天文臺，如何被“百般折磨”？

【編者按】地球上有75億人，只有不到5萬人是專業的天文學家。天文研究聽上去既浪漫又天真，如《超時空接觸》中的朱迪 · 福斯特，一邊戴著耳機，一邊聆聽外星人的訊號；《天地大沖撞》中的伊利亞 · 伍德，透過一臺強大到明顯不現實的家用望遠鏡，觀測到一顆足以摧毀地球的彗星。電影中的天文學家成為人們想象的物件，擁有主角光環的天文學家彷彿只要瞪大眼睛瞧個一兩分鐘，就能攥著幾小段完美無缺的資料，飛奔去拯救世界。

同時， 觀星是一種簡單原始的人類活動。隨著科技的發展，世上最好的望遠鏡為我們拍下了無數動人心魄的太空景象：群星璀璨的全天畫卷、如風車般盤旋的旋渦星系、如彩虹般絢爛的氣體雲……但照片背後的故事卻鮮為人知，比如它們從何而來，為什麼要拍它們，怎麼拍到的，從中又窺見了什麼宇宙奧秘？

華盛頓大學天文學教授艾米麗·萊維斯克在《最後的觀星人：天文探險家的不朽故事》中帶領讀者踏上天文朝聖之旅，探訪遍佈世界各地的天文臺，從智利的安第斯山脈，到亞利桑那州的懸崖，再到夏威夷的大島。那些站在世界之巔的大型望遠鏡背後，除了有攝人心魄的星辰和深邃黑暗外，還有人類凝望星空的有趣、熱烈、輝煌的故事。

經出版社授權，本文摘錄其中若干片段，一起追隨科學家的腳步，前往地球上最偏遠的角落，瞭解天文臺不為人知的故事。

《最後的觀星人：天文探險家的不朽故事》；［美］ 艾米莉·萊維斯克（著），張玫瑰（譯）；北京聯合出版公司；光塵；2022年7月1日天文臺的存在提出了一個有趣的難題：它們是高科技雲集的科學活動中心，擁有世上最大的設施、最先進的工程，但是隻有在荒無人煙的地方，才能發揮最大的功用，這不可避免地將某些望遠鏡和靠它們工作的人置身於極端惡劣的自然環境中。莎拉·塔特爾是一名天文學家，她的研究內容包括望遠鏡儀器建造，她曾很好地概括道：“我們拿到這些高精度科學儀器，然後對它們‘百般折磨’。”

天文臺站大多建在偏遠開闊的山頂上，即使是風和日麗的時候，普通人也難以到達，如果加上極端的山地天氣，就算是鐵打的望遠鏡也吃不消。科羅拉多州的邁爾旺布林天文臺（Meyer-Womble Observatory） 位於落基山脈之中的埃文斯山上，海拔14148英尺（約4312米）。2011年冬天，風速高達每小時95英里的大風侵襲了這座天文臺。從當年十月到次年五月，通往埃文斯山頂峰的道路全封閉了，這期間沒人上過山，也沒人知道山上的情況，直到天文臺的一個網路攝像頭被風吹歪了，丹佛大學的天文學家才意識到不對勁。那年冬天，當地一名登山運動員正好在埃文斯山訓練，為攀登珠穆朗瑪峰做準備，他拍到的照片以及後來的調查結果顯示，大風將罩著望遠鏡的22英尺高的圓頂吹裂了（丹佛大學花了多年時間在討論更換圓頂和處理承包商問題上，後來由於缺乏足夠的支援，只能拆除圓頂室，移走望遠鏡，故事慘淡收尾）。

邁爾旺布林天文臺（Meyer-Womble Observatory）的圓頂在2011年被大風吹裂。即使是溫和的風，有時也會成為隱患。阿帕奇天文臺坐落在新墨西哥州南部平原的薩克拉門託山脈中，距離白沙國家公園僅20英里，那裡盡是連綿不絕的白色沙丘。大風會將美麗的石膏白沙吹入圓頂，劃傷精心研磨過的望遠鏡鏡面。加那利群島的望遠鏡也曾遇到類似的問題，即一種名叫“卡里瑪”（Calima）的霧霾天氣，那是從東邊吹來的強風，會將撒哈拉沙漠的沙塵吹到距離摩洛哥海岸100英里的加那利群島上空。

在崇山峻嶺上，惡劣的冬季天氣和強烈的暴風雪也十分兇險。當突如其來的暴風雪呼嘯而至，天文學家如果不及時下山，就會被困在山頂上。如果有冰雪堆積在圓頂上方，圓頂便無法開啟，甚至會構成隱患，因為一旦開啟結冰的圓頂，碎裂的冰塊可能掉進室內，砸中望遠鏡的鏡面。阿帕奇天文臺的操作員坎迪斯·格雷（Candace Gray）回憶道，他曾在暴風雪中旋轉3。5米望遠鏡的圓頂，利用旋轉產生的風慢慢吹落積雪。安·博斯加德的除雪方法更接地氣，她告訴我她曾跟幾個同事一起騎著全地形車，到莫納克亞山頂上的88英寸（約2。2米）望遠鏡所在地，帶著鐵鍬和冰鎬爬上圓頂，清理上面的積雪。

阿帕奇天文臺，位於美國新墨西哥州南部的薩克拉門託山頂的一個天文臺。這個天文臺由屬於天文物理研究聯盟（ARC）所有，並由新墨西哥州立大學（NMSU）管理。 維基百科 圖既然建在世界之巔，免不了要承受暴風雨的一大風險：雷擊。在山峰上建高樓，基本上是在主動邀請雷電來劈它，我有好幾位同事曾親眼看到閃電擊中天文臺宿舍或其他輔助性建築，就連著名的威爾遜山修道院也被閃電襲擊過。伊麗莎白·格里芬回憶說，在一個風雨交加的夜晚，她正在修道院裡吃晚飯，一道閃電突然從天而降，將附近的一棵杉樹劈成兩半，接著化作一道弧形的光，登堂入室，貫穿食堂，震碎所有窗玻璃。

一天晚上，基特峰上雷電交加，戴夫·席爾瓦（Dave Silva） 正在2。4米望遠鏡處進行觀測，一道閃電“啪”地擊中圓頂，光是這一下就把他嚇得魂飛魄散（圓頂被閃電擊中並不是什麼新鮮事，但是每個親身經歷過的人都說，閃電擊中圓頂時會發出震耳欲聾的巨響），更要命的是圓頂室還停電了。戴夫跑到圓頂室的電氣櫃前，用力拉開櫃門，一團濃煙噴湧而出，瞬間將他吞沒。被濃煙迷惑的他篤定地想著火了，便火急火燎地跑去搬救兵，幾個坐在山頂附近喝咖啡的夜班工作人員一聽說著火了，全都欣然起身前去救火，打發百無聊賴的夜晚。後來才發現，圓頂室並沒有起火，只不過電氣櫃裡18英寸長的電線全燒光了，只餘幾縷黑煙殘留於世。

基特峰國家天文臺（Kitt Peak National Observatory）位於美國亞利桑那州圖森市西南90公里的基特峰峰頂，海拔為2096米，是美國國家光學天文臺（NOAO）的一部分。 維基百科 圖1976年的一個傍晚，魯迪·施爾德在亞利桑那州的霍普金斯山（Mount Hopkins） 上觀測，一場暴風雨即將來襲，山上只餘兩人留守著。一個同事打來電話，問魯迪能不能幫個忙，將一棟建築與主電網斷開連線，否則萬一它被閃電擊中，會導致整個電力系統過載。未雨綢繆總是好的，魯迪當然樂意幫忙。一想到暴風雨還在3英里以外的地方，一時半會兒到不了，他便放心地往隔離開關櫃走去。然而，那天晚上造訪霍普金斯山的閃電沒有擊中任何建築，也沒有擊中與主電網相連的任何電力裝置，而是擊中了他。

魯迪的同事等了很久都沒有收到他的迴音，一種不祥的預感湧上心頭，便給山上的另一人打電話。經過一番搜尋後，他在隔離開關櫃裡發現了一副遺落的眼鏡和一個手電筒，而魯迪則不省人事地躺在地板上，靴子掉到了三米外。

幸運的是，當時山上正好來了一個曾是美國空警的觀測者，而且懂得急救知識。他摸了摸魯迪的手腕，發現他的脈搏微弱且不規則地跳動著，趕緊拿來山上存放的氧氣瓶給他輸氧。林業局派了一架直升機過來，在狂風暴雨中逆行，突破重重濃霧，緊急降落在山頂上能找到的唯一一塊開闊平地上，旋翼與山壁之間只有不到兩米的間隙。魯迪被送到附近的醫院後，醫生們處理了他腿腳部的燒傷，沒過幾天就放他回去工作了。他在自己的網站上記錄了這次事蹟，還調皮地寫道：“天文臺的工作人員在接下來的幾天裡一直密切關注我，但是沒人發現我的智商有任何下滑，儘管我有時偷偷地裝傻。”

風、雪和閃電都會對望遠鏡造成破壞，不過山火才是天文臺最大的噩夢。許多望遠鏡架設在氣候乾燥的山區，那裡幾乎是山火的溫床。天文臺一般建在山頂或山頂附近，那裡依然有不少樹木和灌木叢，極易發生火災。加利福尼亞州南部和亞利桑那州的山火曾經危及山上的許多天文臺，包括帕洛瑪山天文臺（山上的天文學家曾擠在200英寸望遠鏡的圓頂室內，只要山火一逼近，就會坐直升機撤離），還有梵蒂岡先進技術望遠鏡（Vatican Advanced Technology Telescope， VATT）。

帕洛馬山天文臺（Palomar Observatory），位於美國加利福尼亞州的洛杉磯東南方145千米的聖地亞哥郡，位於帕洛馬山脈海拔1706米的一個天文觀測臺。 維基百科 圖山火給澳大利亞天文學帶來的損失尤為慘重。斯特朗洛山天文臺（Mount Stromlo Observatory， MSO）是一個多產的天文臺，擁有不少歷史悠久的望遠鏡，有些從19世紀就開始服務於天文事業，還有許多先進的現代設施，卻在2003年的堪培拉山林大火中毀於一旦。在那場大火中，斯特朗洛山天文臺痛失五架望遠鏡，還有工作室、行政樓、宿舍樓。後來，澳大利亞藝術家蒂姆·韋瑟雷爾（Tim Wetherell） 受託，用望遠鏡的殘骸創作了雕塑作品《天文學家》（The Astronomer），現矗立在澳大利亞國家科技館外。2013年，新南威爾士州沃倫本格國家公園遭遇山林大火侵襲，賽丁泉天文臺（Siding Spring Observatory， SSO）的所有人員被迫撤離，十多架望遠鏡則滯留在山上。大火燒燬了山上的建築，不過望遠鏡倖免於難，很快又重新投入使用。

澳大利亞藝術家蒂姆·韋瑟雷爾用望遠鏡的殘骸創作了雕塑作品《天文學家》。 維基百科 圖除了荒漠山地的暴風雨和烈火威脅之外，望遠鏡大多架設在地震頻發的斷層線上，比如加利福尼亞、夏威夷、智利等，它們都位於環太平洋地震帶上，對那裡的天文臺而言，地震已經是家常便飯了。

每個去過智利的觀測者都會經歷一兩次小地震。望遠鏡有一個小怪癖，那就是它對地震極其敏感：觀測員需要精調細校，才能最終固定好望遠鏡的指向，之後要儘可能地保持靜止，即使最輕微的震動，也會反映到望遠鏡的視野中，造成明顯的影象抖動。曾有一次，我記得自己正坐在望遠鏡前，卻突然聽到操作員驚呼：“哦！地震要來了。”一兩秒鐘後，整座樓輕顫了幾下，短暫卻明顯。接著，那顆用來引導望遠鏡的亮星，已經從他眼皮底下溜走了，消失在電腦螢幕上的監控視窗外。望遠鏡敏感得令人難以置信，只要一有風吹草動，目標天體就會跑出視野，這是它受到外界干擾的第一跡象。不過，望遠鏡的魯棒性極強，足以抵抗這類干擾的影響。地面一停止顫動，那顆亮星就重新回到相機的視野中心，大家也若無其事地恢復觀測。話說回來，在觀測員需要爬進主焦籠進行觀測的年代，有幾位加州的天文學家回憶道，他們曾在觀測過程中突遇地震，被困在主焦籠裡好幾個小時。喬治·沃勒斯坦告訴我，消防隊是離加州最近的抗震救援人員，本著科學的原則，他們通常會先被派去搶救山上最大的望遠鏡。

在某些地方，火山也會跑來摻和一腳。莫納克亞山上的望遠鏡偶爾會受到一種叫“vog”的濃霧侵襲，由“volcano”（火山）和“smog”（煙霧）兩個單詞組合而成。夏威夷火山國家公園內的火山裂縫有時會噴發出大量二氧化硫，與空氣中的水蒸氣結合生成弱酸性霧，導致望遠鏡對環境溼度的耐受性降低。2018年5月，夏威夷最活躍的基拉韋厄火山發生大規模噴發，正好被莫納克亞山上的網路攝像頭拍攝到。幸運的是，大風將這次火山噴發產生的火山灰吹離了莫納克亞山，儘管火山煙霧多少會影響望遠鏡的溼度耐受性，但是基本上還是能按原計劃進行觀測活動。

莫納克亞天文臺，坐落在美國夏威夷群島大島上的莫納克亞山頂峰上，是世界著名的天文學研究場所。圖為“昴”望遠鏡、凱克I、II和NASA的紅外線望遠鏡。 維基百科 圖莫納克亞山距離夏威夷火山國家公園不到30英里，你肯定會想當然地認為，那裡的天文學家一定有著史上最驚心動魄的天文觀測故事，畢竟他們隔壁就是火山口。事實上，如果真要評“最佳火山觀測故事”，這個殊榮非道格·蓋斯勒（Doug Geisler）莫屬。

道格是華盛頓大學的研究生。1980年5月17日，他在華盛頓州中部的馬那斯塔斯山脊天文臺（Manastash Ridge Observatory） 度過了一個美妙的夜晚。那是他為博士論文采集資料的第一個夜晚，當時他獨自一人留在山上，觀測銀河系中已存在億萬年的恆星。第二天破曉時，他結束了觀測，像往常一樣關閉望遠鏡，合上蓋子，接著就返回附近的宿舍，好好睡一覺，晚上再來一次碩果累累的觀測之夜。

馬那斯塔斯山脊天文臺（Manastash Ridge Observatory）位於華盛頓州中部。 維基百科 圖大約早晨八點半，遠方傳來一陣低沉的轟鳴聲或隆隆聲，將才睡著幾個小時的道格吵醒。他看了看四周，發現毫無異樣，便又睡了過去。在夢中，他夢見了世界末日。

幾個小時後，他再次醒來，準備迎接天文學家一天當中的“早晨”—在正午時分悠閒地吃早餐，接著在晴空萬里的山上度過一個安靜的下午。但是，這次醒來的他立馬注意到四周有些不對勁：房間裡漆黑一片，沒有一絲光線透過窗簾縫隙鑽進屋裡來。這讓他很驚訝，不知是自己不小心一覺睡到了晚上，還是外面突然就烏雲密佈了。他低頭看了一眼手錶，指標指向的是正午，便決定起身去外面瞧瞧。

宿舍的門被推開了，露出外面的景象——無邊的黑暗遮蓋住本該豔陽高照的天空，空氣中瀰漫著刺鼻濃烈的硫黃氣味，即使打著手電筒的光，也看不清3米以外的地方。和往常一樣，這是一個溫暖、寂靜、無風的日子……唯獨不見日光。道格腦中冒出的第一個念頭是，不會是發生了核襲擊之類的史詩級災難吧？他猜對了一半。

那天早晨，馬那斯塔斯山脊以西90英里的聖海倫斯火山（Mount St。 Helens） 突然噴發，將超過15英里高的火山灰柱送入空中，成為美國曆史上最具破壞性的火山噴發事件。道格早些時候聽到的悶響，很可能來自威力相當於26兆噸TNT炸藥的初始爆炸，或熾熱的岩漿令附近的水體瞬間汽化產生的二次爆炸。火山爆發後的幾小時裡，盛行風將大部分火山灰吹向東邊，遮蔽了道格所在天文臺的上空。

那天，身為一個專業素養極高的觀測者，道格雷打不動地填寫夜間觀測日誌，記錄望遠鏡當晚的使用情況，包括因天氣或技術原因損失的觀測時間，以及溫度、雲層、天空狀況等細節。通常情況下，天文學家會時不時翻閱日誌，幫助自己回憶某天夜晚的細節，天文臺的工作人員也會時不時翻閱這些記錄，追蹤任何潛在的問題。那晚，道格在山上留下的日誌成為一段傳奇：

損失時間：6小時

原因：火山噴發（這理由是不是酷斃了？）

天空狀況：又黑又臭

我是此次核戰爭的唯一倖存者。我還記得自己聽到“轟—”的一聲巨響，接著就趕緊跑去開啟收音機，大多數電臺居然還在播放音樂。我心想，都世界末日了，這些人怎麼還在放靡靡之音？終於，我聽到雅基馬縣的KATS搖滾樂電臺說，聖海倫斯火山吹響了它的“號角”，這讓我鬆了一大口氣。到了中午2點左右，天文臺上空依然漆黑一片。到了傍晚，能見度才達到0。5英里。我蓋上了望遠鏡和其他光學儀器。一些細小的灰燼從天窗的縫隙鑽了進來，我想它們應該構不成威脅。每次觀測時，大家都巴不得天空全黑。今天倒是黑得徹底，卻觀測不了，造化弄人哪！

1980年5月18日，美國華盛頓州斯卡梅尼亞縣境內的聖海倫火山發生重大爆發。這是美國曆史上死傷人數最多、經濟損失最大的火山爆發。 維基百科 圖火山和閃電是地球使用的一些較為極端的手段，提醒我們是在一顆極不穩定的活躍星球上工作。在觀察天體的過程中，天文學家們很容易沉浸在宇宙科學之中，因而忘記了地球其實和我們觀測的物件一樣也在宇宙中不斷地運動著，火山噴發和電閃雷鳴只是它的地質和天氣中再普通不過的一部分，甚至忘記了它是我們與其他眾多生靈共享的家園。（本文來自澎湃新聞，更多原創資訊請下載“澎湃新聞”APP）