望向無垠的宇宙星際 (3)

望向無垠的宇宙星際 (3)
知識通訊評論第76期

歐洲超大望遠鏡

全球跟進的天文觀測活動

大巡天望遠鏡能在觀察到天文異常事件的一分鐘內，在網路上發佈警訊。進行中的Las Cumbres全球天文觀測望遠鏡（The Las Cumbres Observatory Global Telescope）網路計畫，對這些即時訊息極為重視。此計畫完成之後將是由兩環，分別環繞兩個半球的機器望遠鏡形成的網路系統。這是一個由私人贊助的非營利性組織，目前只有兩具望遠鏡已經安裝運作，一具夏威夷的哈里亞卡拉（Haleakala）火山，另一具在澳洲新南威爾斯的塞丁泉天文台（Siding Spring Observatory）。其他預計將安裝於墨西哥、加那利群島、智利、南非、及澳洲。最後目標將有約兩打直徑零點四公尺和等多的一公尺望遠鏡。小型的會偏向教育功能，大型的則用於科學研究，但兩者會有許多重疊性。一旦配備完成，這個網路系統將能持續數天或數週，觀察如超新星和小行星等新發現的天體。

天界巨物
歐洲超大望遠鏡
觀測面積：一千三百八十五平方公尺
開始觀測：二○一○
成本：十四億美元（到推出前）
特色：鏡如其名

太空中的觀測站有很多值得推薦的長處：它們可看到地球表面永遠看不到的波長；在連空氣都沒有的天空中，清晰度更是毋庸置疑。但是，他們卻很難在另外一個望遠鏡設計的關鍵因素有勝算，那就是大小。

無論是放在後院或山頂的望遠鏡，收集的表面愈大，捕捉的光子就愈多。主鏡面寬達四十二公尺的「歐洲極大型望遠鏡（E-ELT）」的設計目的，是為了得到最強的軌道望遠鏡都難以得到的影像細節，並探測在其他恆星周圍光度微弱的行星。支持此計畫的人認為，這樣的望遠鏡可以在可見光學和近紅外光的偵測上超越衛星的能力，除非類似規模的龐然大物可以在軌道上或在月球上組裝起來。
目前由南歐天文台（ESO）負責的「歐洲極大型望遠鏡」專案，長達三年半、經費五千七百二十萬歐元（七千兩百五十萬美元）的細部設計階段進行了一半，最早二○一○年中可以開始建造。但這不是

唯一的巨型望遠鏡計畫：北美地區的一個公、私營單位聯盟（包括幾所大學）正在建造「三十米望遠鏡（Thirty Meter Telescope）」；而「大麥哲倫望遠鏡（Giant Magellan Telescope）」則正由美國和澳大利亞的一些大學和研究機構聯手打造。但E-ELT是規模最大、總預算（九億五千萬歐元）最高額的。

「比起這一代的望遠鏡，歐洲極大型望遠鏡將帶來靈敏度的『量子躍遷』這樣的進步，如同加利略的望遠鏡勝過肉眼的程度。」
——吉莫希

儘管如此，目前的E-ELT已是一個縮小版。最初規劃的「大無倫比望遠鏡（OWL）」的設計是有一面直徑一百公尺的鏡子。目前四十二公尺的直徑，是比較務實的設計。但是，如果可不斷微調鏡面形狀，以抵消大氣擾動影響的「自適應光學」設計，在這種規模下可正常運作並符合設計者預期，E-ELT應該仍有優於哈伯太空望遠鏡十八倍的空間解析度。目前最大的鏡面，是美國夏威夷莫納克亞山（Mauna Kea）凱克雙望遠鏡（Keck telescopes）的兩個十公尺鏡面；E-ELT的集光面積，有接近雙望遠鏡總和的九倍以上。

既然胸懷大志，E-ELT的設計者有美國天文學家所無的優勢：穩定的年度經費。南歐天文台的管理階層希望，不要求該組織的十三個會員國提供更多資金，或被迫尋找新的合作夥伴，便可以打造這龐然大物。不過這仍可能生變：望遠鏡的光學設計和最終座落位置都尚未完全確定。加那利群島、摩洛哥、阿根廷以及在智利的兩個地點都在討論之列。

對E-ELT的研究領導人吉莫希（Roberto Gilmozzi）而言，這一切問題都只是背景雜訊而已；他關心的早已是望遠鏡可能帶來的發現。「這個望遠鏡的主要目標之一，是尋找其它恆星周圍的類地球行星，」他說，「方法包括間接方法（如測量恆星的徑向速度變化）和其大氣的直接成像、光譜量測。」其目標也將包括以前所未有的精細度，研究年輕恆星周圍的原始行星系統。

歐洲極大望遠鏡的靈敏度『量子躍遷』

吉莫希說，「比起這一代的望遠鏡，E-ELT將帶來靈敏度的『量子躍遷』，這樣的進步，如同加利略的望遠鏡勝過肉眼的程度。」而且，這將影響到天文學的各種層面。現在模糊不清的星系，將成為分明的群星。吉莫希還說，這個規模最大的的望遠鏡，將使任何其他望遠鏡不可能達成的「物理實驗」夢想成真。藉由以超高的精密度，比較前後幾年極遙遠天體的速率測量結果，E-ELT將首次直接觀測宇宙膨脹的速度有多快。