關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
對於科學家來說，莫納克亞山頂峰，這座位於夏威夷大島的休眠火山，被選為三十米望遠鏡（TMT）的所在地並不奇怪。TMT是少數幾個旨在推動21世紀地面天文學發展的下一代光學望遠鏡之一。
對於專業天文學家來說，稀薄的空氣和頭暈目眩是為莫納克亞山在宇宙中佔據前排位置而付出的微小代價。它擁有世界上最大的天文臺叢集之一，13座天文臺由來自11個國家的科學家運營，這也就不足為奇了。“莫納克亞山的夜空簡直太壯觀了，”加州大學天文臺主任兼選擇該山頂作為TMT所在地委員會的成員邁克爾·博爾特說，“當你在晚上走到外面抬頭仰望時，就好像透過窗戶直接看向宇宙的中心。”
在前往天文臺的途中，遊客很快就會離開鬱鬱蔥蔥的熱帶地區，進入一個美國宇航局的火星探測器可能會認出的嚴酷環境。氧氣變得稀薄，溫度降至冰點，天空變得深藍色。在太平洋海平面以上4205米處，莫納克亞山頂可以俯瞰下方世界和上方宇宙的壯麗景色。
加州大學伯克利分校的天文學家傑夫·馬西說，稀薄的大氣層會帶來影響：儘管星星很壯觀，但在莫納克亞山的高度上實際上很難專注於它們。“短暫步行一分鐘後，幾乎每個人都會感到頭暈，”他說。
世界上許多主要的天文臺都位於莫納克亞山頂，並且位於地球大氣層40%以上的高度。其中包括由加州理工學院和加州大學運營的 W. M. 凱克雙10米望遠鏡，以及日本的8.2米斯巴魯望遠鏡。
莫納克亞山的望遠鏡推動了對星系演化、恆星和行星的形成以及我們自身太陽系的研究。去年四月，那裡的雙子座天文臺釋出了一張有史以來觀測到的最古老物體的照片，這是一個紅移測量值為8.2的伽馬射線爆發。其鏡子中捕捉到的光已經傳播了超過130億年，幾乎是從宇宙誕生開始。
包括智利阿塔卡瑪沙漠的塞羅·阿爾馬佐內斯山、塞羅·托拉爾山和塞羅·託隆查爾山，以及墨西哥下加利福尼亞的聖佩德羅·馬蒂爾在內的多個地點都被考慮作為TMT的選址。TMT是加州理工學院、加州大學和加拿大大學天文學研究協會的一個專案。該望遠鏡專案預計耗資約7.54億美元（以2006年美元計算），預計將於2018年投入使用。
偏遠的阿塔卡瑪沙漠是歐洲南方天文臺的所在地。擁有七個8.4米鏡片的巨型麥哲倫望遠鏡將在阿塔卡瑪沙漠的拉斯坎帕納斯天文臺建造，並於2018年首次投入使用。
TMT的選址評估於2001年開始，由一個科學家團隊前往地球上一些最偏遠的地方進行考察。研究人員在每個地點安裝了氣象站和其他一系列儀器，以測量大氣透明度、湍流、灰塵和其他因素。他們還仔細研究了衛星影像。
到去年，兩個最終入圍者已經出現，分別位於兩個半球：莫納克亞山和塞羅·阿爾馬佐內斯山。
最終，莫納克亞山，實際上是一座從海底升起9750米的休眠火山的山頂（世界最高的島嶼山脈），因多種原因擊敗了塞羅·阿爾馬佐內斯山。其中：莫納克亞山，海拔4205米，高於海拔3064米的塞羅·阿爾馬佐內斯山。莫納克亞山上望遠鏡上方的水蒸氣較少，因此在紅外線等較長波長下的觀測質量更好。莫納克亞山的平均溫度較低，這意味著在2微米及更長波長下的觀測的背景熱“噪聲”較小。莫納克亞山頂的溫度很少偏離攝氏0度，從白天到夜晚以及全年都是如此。這使得保持望遠鏡及其鏡面溫度均勻更容易且成本更低，因為可以最大限度地減少光學器件的膨脹和收縮。
地球上很少有地方能與莫納克亞山和阿塔卡瑪沙漠等地相媲美，適合進行天文觀測。靠近海洋可以使它們上空有穩定的氣流，從而最大限度地減少湍流。它們的高度降低了水蒸氣，最大限度地增加了到達望遠鏡鏡面的光量。大氣湍流和水蒸氣都是每位天文學家的敵人。
結論是，當採用自適應光學技術來校正大氣模糊時，莫納克亞山地點的觀測質量會略好於塞羅·阿爾馬佐內斯山。（TMT的設計將嚴重依賴自適應光學系統，該系統採用計算機控制的可變形鏡，可以消除大部分湍流。）
在所有候選地點都評估了光汙染程度，但在今天的莫納克亞山，否則會破壞山頂原始天空的人造燈光並不是問題。TMT能夠指向的天空最低點是距離天頂65度——在現有光汙染的範圍之上，領導選址評估的TMT研究員馬蒂亞斯·舍克說。儘管如此，人造燈光入侵莫納克亞山上空的可能性仍然讓天文學家感到擔憂，舍克說。
“重要的是要防止情況惡化，不僅對於TMT，對於其他天文臺也是如此，”他說。
莫納克亞山更靠北的位置並沒有使其優於塞羅·阿爾馬佐內斯山。在南北半球都設定下一代大型地面望遠鏡是有優勢的，例如為了研究銀河系的不同部分。但是，許多要進行的觀測將是在宇宙距離上進行的，遠遠超出了我們銀河系的範圍。天文學家說，對於這些研究，望遠鏡位於何處並不那麼重要。
在莫納克亞山工作可以激發天文學家對山上天空的詩意。“莫納克亞山使我們能夠回溯到宇宙中星系和恆星首次形成的時候，”馬西說。“實際上，莫納克亞山為人類提供了我們根源的一瞥，在熱帶稀樹草原之前，在太陽之前，在寒冷、黑暗的宇宙中任何恆星發光之前。”