夏威夷群島是地球上最適合天文觀測/欣賞星空的地方嗎?為什麼?

看到這樣一種說法,想求證一下


簡單的答案:夏威夷大島莫納克亞山頂(Mauna kea)是北半球幾個最好的天文觀測地之一,擁有13台世界頂級望遠鏡,零光污染、視寧度佳、空氣稀薄、降水量少。


複雜的回答:

0. 走近莫納克亞
夏威夷群島是太平洋板塊中部漏洞在數十萬年內形成的火山群島,火山活動還在持續。群島包括8個大島,一百多個小島組成,其中只有大島(Hawaii Big Island)和茂伊島(Maui)分別有海拔超過3000米的火山:兩座、一座,大島的莫納克亞死火山海拔4205米為群島中最高,也是地球上相對高差最高的山,約一萬米 見 APOD: 2016 February 25

是最好的之一,舉例說明
1. 山頂有13座世界頂級的望遠鏡:

凱克(Keck):兩台完全一樣的10米級望遠鏡,分別於93年、96年建成
昴星團(Subaru):8.2米單片鏡,98年建成
北雙子(Gemini North):8.2米單片,2000年
剩下參考:Mauna Kea Observatories
在這裡可以看到實時的山頂攝像頭:Mauna Kea Weather Center

2. 無數人魂牽夢繞來這裡拍攝星空

凱克和夏季銀河合影

凱克、昴星團望遠鏡與銀河拱橋

3. 國內亦有第一次成功組織,來夏威夷大島做天文為主題的遊學團

1月28日-2月5日,由青年天文教師連線組織的 qq.com 的頁面
遠離大陸只為這裡的天文殿堂。

為什麼最好
4. 零光污染
我們在城市裡無法看到壯麗星空最主要的影響便是燈光,由於大氣存在,即使朝黑暗方向直線遠離像北京這樣的大城市50千米,夜空才算可以。
但是這裡,大島只有兩座小城市加起來十幾萬人,而大島大約是100千米的等邊三角形。範圍大影響小。
赤道東北信風,高山阻隔讓東邊城市常年覆於薄雲之下,就這一點小小的燈光影響也被雲擋住了。

5. 視寧度佳
視寧度(Seeing),也就是大氣的寧靜度。流體力學不難學,但是流體系統很難研究。在大氣中,高層大氣想要是完美的層流簡直天方夜譚,一點小擾動就會產生湍流,這是家常便飯。但是星星的光要透過大氣射到我們眼睛裡,一穿過湍流,光線「拐彎」了,這我怎麼知道光線從哪個精確的方向來?
於是,不想要這種湍流。衡量湍流大小可以通過,星點成像大小來刻畫。比如一顆亮星在感光原件成像大小几個角秒,視寧度極好的時候,星點彌散可以縮小到1角秒。而莫納克亞能達到驚人的平均1角秒。
這幾個角秒變化,有啥意思?對天文學家觀測星光的精確位置是需要的,但是對於肉眼看確實沒啥高要求,甚至對除太陽系天體之外的天文攝影也沒什麼影響。

6. 空氣稀薄
眾所周知大氣密度在對流層近似滿足指數衰減,標高6千米,所以海拔到4千的時候,密度已經下降到一半了。這樣相對海平面高度,大氣對星光的消減會減少非常多。肉眼的感覺就是:
星星的變的瞪亮!
(當然跑題一下,壞處是注意缺氧類似的高原反應)7. 溫差小降水量少
看圖說話:這是最近30年的統計數據來自:MAUNA KEA OBSY, HAWAII

夏威夷大島莫納克亞,北半球最好的幾個天文觀測地之一


謝邀

夏威夷是最適合的地方之一

太平洋第一高峰Mauna Kea山頂的天文台群集合全世界最佳的光學、紅外線與次微米天文望遠鏡,Subaru、Keck、NASA遠紅外線等可以參觀,山頂平均濕度百分之十,視相度最好可達0.3個秒角.當地位處南緯十九度,視野方面,2800m之觀測點南方直達地平線,其他方向各有10到15度不等的遮擋,透明度、天氣狀況是相對比較好的。

同時也有其他不錯的天文觀測地點
比如葡萄牙阿爾克瓦、智利阿塔卡沙漠、澳大利亞內陸烏魯魯、納米比亞納米布沙漠、加拿大賈斯珀國家公園 、泰國閣骨島、坦尚尼亞新吉塔格魯梅蒂保護區、土耳其和凱科斯群島

一般來說,優秀的觀星地點都有以下幾個特徵
(1)海拔高,最好3000以上;
(2)遠離非自然光源;
(3)遠離大面積水域(江、湖、海、沼澤)
(4)晴天多、乾燥、風力適中、無風沙


是最好的之一。天文望遠鏡只要在地球上,就會受緯度位置的影響:在北半球就有南半球的一小部分星星看不見,在南半球就有北半球的一小部分看不見。而且,廣義上的天文台包括射電天文台,這些天文台與一般的天文台(可見光/紅外)的天文台不同,它們不受天氣限制,卻受無線電通訊影響巨大,所以對於這些天問題,低緯度、遠離城市、方便建造就是好台址。
夏威夷莫納克亞山是北半球最好的台址,那座山峰高過了雲層,周邊光污染小,一年300天都可以觀測,但是就是建造運輸什麼的有點麻煩。美國、加拿大、日本、澳大利亞、歐盟等主流國家和組織都在哪裡有投資興建的天文台。
關於樓上說的智利的台址,帕拉納爾天文台,確實不錯,在沙漠里不會陰天,【更正】在智利首都由公路向北1000公里,旁邊有一個機場,交通還算方便,和夏威夷的檯子是一個級別的,是南半球最好的台址。不過說到底,現在只有歐盟在那裡放瞭望遠鏡,還有待開發。
所以,這兩個地方都是最適合觀星的地方,看你想看什麼目標咯。
【補充】
特别致謝評論區 Taucet 答主
「智利除了有歐洲南方天文台的三個台址外還有美國國立光學天文台的托洛洛美洲際天文台CTIO、美國華盛頓卡內基研究所的Las Campanas 天文台、多國合作建造的南雙子、ALMA、日本東京大學的天文台。其中CTIO早在60年代初就建成了,甚至比歐洲還要早。將來美國私立大學和機構領銜的下一代地面望遠鏡GMT,以及美國政府牽頭的LSST也將在智利。」
智利的天文台就像Taucet答主所說,散布在不同的幾個地方,而沒有集中在一起;夏威夷的很多天文台因為集中所以可以認為是一個獨立台址。


瀉藥,我覺得南半球才是,南半球的星空比北半球漂亮太多了,比如智利、納米比亞都有大神出神作。而且北半球的話,西藏阿里暗夜公園也不會比夏威夷差。


看到知友的答案都很好,我就補充一點:曾經看過一個紀錄片,也提到夏威夷是最好的天文觀測地之一,原因之一是它在太平洋中心,遠離城市熱點,夜晚從太空中可以明顯觀測到相比其他地區密密麻麻的燈火,這個地區幾乎沒有光源,所以觀測干擾小。(當初被這樣科普後我就心心念念地想去夏威夷看星星了……)

我覺得題主的問題還有另一個理解角度,可以從設備層面來解釋——夏威夷有很棒的天文台和天文望遠鏡!

夏威夷的莫納克亞天文台的兩兄弟——兩台凱克光學望遠鏡口徑都是10m,是目前世界上頂級的光學天文望遠鏡。他們最大的特點是每台鏡有36塊六角形的鏡面組成蜂巢形,每塊六角形鏡面直徑為1.8米,厚約10厘米。這樣,製作每一塊鏡面的技術要容易得多,周期要短,費用要低得多,自身的重量要輕得多。

然而,最難的問題是如何將這36塊單元組合在一起,形成一個10米口徑的效果,現代的高科技創製了新技術——主動光學新技術,實現了這個新穎的設計,開創了光學天文望遠鏡的先河。主動光學技術是如何實現的呢?概括起來說,就是在每小塊光學鏡面的支撐點上都由電腦控制,使每個鏡面的曲率都處於整體口徑效果的一部分位置上,這就保證了圖像清晰。這項控制是當代高科技的典範。

巨型望遠鏡物鏡的成像焦面處,可裝有多種現代化的接收分辨系統。比如,凱克望遠鏡在焦面處設有近紅外和紅外照相機、多種光譜儀、CCD系統和光纖系統等,能最大限度地發揮大口徑望遠鏡的效能,達到「一鏡多用」。同時,這些巨型光學望遠鏡不僅可單獨光觀測,還可以兩台以上聯合巡天觀測,進行光學干涉觀測,這就大大提高了觀測解析度。

雖然鄙人是門外漢,當初看到上面的資料還是覺得夏威夷看星星真是太棒了啊(?ω?)

ps:天文望遠鏡的資料摘自《少年趣味天文學》趙世英著


智利才是。參見為什麼很多科研級的天文望遠鏡都選在智利? - VI VI 的回答


我記得去的時候,第一次去山下發現下雨,我們沒經驗就以為看來天氣不好改天,第二次去的時候山下還是下雨,後來我們查了一下,好像山上是不會下的,就一路開上去。果然穿過了雲層。。那星空真是感人啊!我以前在海邊看到過銀河,在那裡第一次看到了黃道。噢對啦那裡還會有star tour介紹星空。


幾年前去過興隆邊上的一個小村,當天晚上抬頭一看驚到了,頭一次肉眼看到銀河。然後前兩天看新聞說有個望遠鏡在那邊取得了什麼成果釋然了。


我記得十年前左右國內有本雜誌選擇的五個最佳觀星地點就有一個在夏威夷(其中一個什麼火山的島上),另外記得的有一個是在智利,一個是冰穹a。

最佳觀星地點的選擇應該是多方面的標準,包括開闊的視野,光污染問題,該地區氣候問題(天天多雲怎麼觀啊)以及海拔等等吧。


地面天文觀測的環境要求是人為照明少,空氣污染少透明,成分穩定,濕度小,沒有電磁干擾。

所以,沙漠腹地深處的高山,才是最佳地點。


比基尼


那邊人煙少吧,天空純凈些。 看過一個紀錄片,從一個特定的角度看地球,拿個角度水的覆蓋面積是99%


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