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研究:地球每一處均受衛星光污染影響 阻觀察星系形成、暗物質

2021/3/29 — 17:44

最新刊於《皇家天文學會月報 (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 》的分析顯示,地球上似乎無一個地方可以讓天文學家觀察星體,而不會受到太空垃圾和衛星的光污染影響。

有撰寫報告的國際暗天協會 (International Dark-Sky Association, IDA) 公共政策主管 John Barentine 指,隨著地球軌道空間變得更加擁擠,人造衛星影響觀星的程度只會更大。 IDA 是致力保護夜間天空環境非營利機構,在 1988 年於美國成立。

根據世界經濟論壇,截至 2020 年 4 月有近 6,000 個人造衛星圍繞地球軌道,當中逾半、即約 3,200 個為不再使用的「太空垃圾」,而未來隨著 SpaceX 等企業加快發展太空科技以及電訊裝置,相信未來幾年會有更多衛星被發射;尤其 SpaceX 自 2019 年已為全球互聯網服務發射了1,000多個 Starlink 通訊衛星。

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SpaceX 工程師指,已設法將其此後發射的衛星調暗至最初原型亮度的四分之一左右,以避免干擾學者的觀察,不致令更敏感的天文觀測結果無法獲取。

不過,斯洛伐克科學院天文學家米 Miroslav Kocifaj 則有不同的擔憂。他想了解,地球上空的衛星和碎片聚集雲,是否會更普遍地將光散射回大氣中;以及即使人類看不見個別物體,其存在是否能會為夜空添加額外背景光,沖淡宇宙最微弱訊號。因此 Kocifaj 與 Barentine 兩者的團隊合作,以多個假計包括, 1990 年中期起軌道上物體數量和大小分佈、這些物體的平均反射率等等,以進行估算。

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結果他們發現,即使在地球上最黑暗的位置,天空本身也會在大氣層高層中產生自然光 (natural glow) ,其來源包括電離粒子。不過團隊估計,在這種背景光之上,圍繞地球軌道上的物體可能會增加約 10% 的散射光。

無参與研究的密歇根大學安阿伯分校名譽天文學家 Pat Seitzer 向《科學》表示,期待得到結果的獨立確認。他現時有與 SpaceX 合作,並建立模型旨在調較該公司旗下衛星亮度減少影響。 Seitzer 又指, Kocifaj 團隊計算似乎合理,但自己仍對影響規模感到驚訝。

1979 年,國際天文學聯合會 (International Astronomical Union, IAU) 已建議僅在光污染比自然光高出不到 10% 的地方建造天文台,而新研究表明,地球上再無一個地方符合這個標準。

Barentine 指出,雖然大多數觀星者不會注意到這種差異,但對於尋找有關星系形成物理學和暗物質性質線索的天文學家造成極大困擾,因為他們需要在最暗處使用最大的望遠鏡長時間曝光,才能找到昏暗的星系。

來源:
Science, Study finds nowhere on Earth is safe from satellite light pollution, 28 March 2021

報告:
Kocifaj, M., Kundracik, F., Barentine, J.C. & Bará, S. (2021). The proliferation of space objects is a rapidly increasing source of artificial night sky brightness. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, slab030. doi: 10.1093/mnrasl/slab030

文/Alan Chiu

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