天文臺主要是天文觀測和研究的機構,世界上大多數天文臺都位於山區。
中國的大部分天文臺也位於山區。比如紫金山天文臺,位於南京城外東北的紫金山上,海拔267米。北京天文臺有五個觀測站,其中興隆觀測站海拔約940米,密雲觀測站海拔約150米。上海天文臺在佘山的工作站也是海拔98米。雲南天文臺位於昆明東郊,海拔2020米。
天文臺的主要工作是用天文望遠鏡觀察星星。天文臺設在山上是因為山離星星更近嗎?
不是這樣的。
星星離我們很遠。壹般恒星離我們有幾十萬億公裏,最近的天體——月球離地球也有38萬公裏。地球上的山脈壹般只有幾公裏長,縮短這麽短的距離顯然無足輕重。
地球被大氣層包圍,星光要穿過大氣層才能到達天文望遠鏡。澱粉氣體中的煙霧、塵埃和水汽波動都對天文觀測有影響。尤其是在大城市附近,城市的燈光在晚上照亮了空氣中的這些粒子,使得天空變得明亮,也使得天文學家無法觀測到更暗的恒星。遠離城市,灰塵煙霧少,情況好壹些,但這些影響無法避免。
地方越高,空氣越稀薄,煙塵和水汽越少,影響越小,所以大多數天文臺都設在山上。
目前世界上公認的三個最佳觀測地點都位於山頂,這是夏威夷的莫納克亞山山頂,海拔4206米;智利安第斯山脈,海拔2500米;以及大西洋中的加那利群島,其最高峰高2426米。
普通房子的屋頂不是平的就是斜的,但是天文臺的屋頂就不壹樣了。從遠處看,銀白色的圓形屋頂像壹個大饅頭,在陽光下閃閃發光。
天文臺為什麽要造穹頂結構?是為了好看嗎?不,天文臺的穹頂根本不是為了美觀,而是有它特殊的用途。我們看到的這些銀色圓頂的房子其實是天文臺的觀察室,它們的屋頂是半球形的。
走近壹看,半球體上有壹條很寬的裂縫,從屋頂壹直裂到房子的地方。走進屋子後,妳看,嘿!哪裏有裂縫?原來是壹個巨大的天窗,巨大的天文望遠鏡通過它指向浩瀚的太空。
天文臺的觀察室設計成半圓形,方便觀察。在天文臺,人們通過天文望遠鏡觀察太空,這些望遠鏡往往非常大,不能隨便移動。天文望遠鏡觀測到的目標分布在天空的各個方向。如果使用普通的屋頂,很難將望遠鏡隨意指向任何方向。天文臺的屋頂是球形的,在穹頂和墻壁的連接處安裝了壹個由計算機控制的機械旋轉系統,使得觀測和研究非常方便。這樣,用天文望遠鏡觀測時,只需轉動圓形屋頂,將天光轉向要觀測的方向,望遠鏡也會轉向同壹個方向,然後上下調整天文望遠鏡的鏡頭,使望遠鏡指向天空中的任意目標。
不使用時,只要關閉穹頂上的天窗,就可以保護天文望遠鏡免受風雨。
當然,並不是天文臺的所有觀測室都要做成圓形屋頂。有些天文觀測只要對準北方向,就可以做成長方形或正方形的房間。屋頂中央開了壹個長長的天窗,天文望遠鏡可以工作。