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一群星鏈衛(wèi)星（縱向平行曲線）經(jīng)過(guò)美國(guó)新墨西哥州卡森國(guó)家森林公園附近上空。圖片來(lái)源：M. Lewinsky (CC BY 2.0)

三年前，SpaceX發(fā)射了首批Starlink星鏈互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星，引發(fā)了天文學(xué)家對(duì)衛(wèi)星在夜空照片上留下的條紋的擔(dān)憂。從那時(shí)起，其他許多“星鏈”發(fā)射升空，如今已有超2300顆“星鏈”環(huán)繞地球運(yùn)行，幾乎占所有運(yùn)行衛(wèi)星的一半。

然而，越來(lái)越多的證據(jù)表明，這些“星鏈”將對(duì)全球的天文觀測(cè)站和其他天文觀測(cè)者造成相當(dāng)大的干擾，目前衛(wèi)星公司還沒(méi)有找到解決方案，且未來(lái)幾年，可能會(huì)有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的新衛(wèi)星發(fā)射。

自從第一顆“星鏈”發(fā)射以來(lái)，天文學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始組織全球相關(guān)力量進(jìn)行回應(yīng)。經(jīng)過(guò)去兩年的一系列國(guó)際研討后，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)（IAU）成立了一個(gè)保護(hù)黑暗和安靜天空免受衛(wèi)星星座干擾的中心，為天文學(xué)家、政策制定者、衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商等協(xié)調(diào)如何減少衛(wèi)星劃過(guò)天空的影響。

最近《天文學(xué)雜志》發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，未來(lái)的衛(wèi)星星座將在南緯50 和北緯50 左右的夏夜里最為明顯，而許多歐洲和加拿大的天文設(shè)施都建在那里。該研究稱，如果SpaceX和其他公司發(fā)射計(jì)劃的65000顆衛(wèi)星，那么在夏至前后，這些緯度地區(qū)的夜空中將會(huì)有明亮的光點(diǎn)。在日出和日落前后的幾個(gè)小時(shí)里，肉眼可見(jiàn)的每14顆星星中大約有一顆是衛(wèi)星。

研究廣闊天空的天文觀測(cè)站將受到最大影響。美國(guó)加州帕洛瑪山的茲威基瞬變?cè)O(shè)施(ZTF)在2021年8月黃昏時(shí)分拍攝的圖像中觀察到了18%的衛(wèi)星條紋。波蘭華沙大學(xué)天文學(xué)家Przemek Mróz指出，這個(gè)數(shù)字還會(huì)隨著衛(wèi)星數(shù)量的增加而上升。他對(duì)2022年4月ZTF的數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的條紋影響了約20%~25%的黃昏圖像。

Mróz表示，到目前為止，ZTF的許多測(cè)量數(shù)據(jù)還沒(méi)有被衛(wèi)星條紋破壞，部分原因是它的圖像處理方法可以檢測(cè)和掩蓋衛(wèi)星的軌跡。但其他的天文臺(tái)面臨著更大的挑戰(zhàn)，特別是由美國(guó)資助、在智利建造的8.4米寬的望遠(yuǎn)鏡——薇拉·魯賓天文臺(tái)。因?yàn)樗鼘⒚咳鞂?duì)整個(gè)可見(jiàn)天空進(jìn)行拍攝，所以它將特別容易受到衛(wèi)星在其圖像上留下條紋的影響。天文學(xué)家正在研究減輕損害的方法，如可以識(shí)別和消除數(shù)據(jù)中衛(wèi)星條紋的算法，但修復(fù)數(shù)據(jù)需要大量的時(shí)間和精力。

衛(wèi)星數(shù)量的增加還有可能對(duì)射電天文學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生負(fù)面影響并增加空間碎片的數(shù)量。其他更廣泛的影響可能會(huì)影響到世界范圍內(nèi)的生命：衛(wèi)星的存在導(dǎo)致天空中出現(xiàn)背景光，這可能會(huì)使依賴天體導(dǎo)航的動(dòng)物迷失方向。另外，衛(wèi)星條紋還會(huì)干擾人類的知識(shí)系統(tǒng)，如依靠黑暗天空的信息來(lái)標(biāo)記全年重要事件的土著知識(shí)系統(tǒng)。

一些衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商一直在努力緩解這一問(wèn)題。SpaceX已經(jīng)測(cè)試了降低“星鏈”亮度的方法，其中包括安裝遮陽(yáng)板。SpaceX工程師David Goldstein在本月早些時(shí)候稱，SpaceX正在研究其他緩解措施，比如在衛(wèi)星鏡面上添加貼紙或其他材料以反射遠(yuǎn)離地球的光線。這種做法的效果如何仍在研究中。

近幾日內(nèi)，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)(IAU)將推出一個(gè)網(wǎng)站，其中包括幫助望遠(yuǎn)鏡運(yùn)營(yíng)商預(yù)測(cè)衛(wèi)星位置的工具，以便他們可以將儀器指向其他地方。

值得一提的是，雖然IAU和其他天文組織一直在敦促聯(lián)合國(guó)承認(rèn)這一問(wèn)題，但目前還沒(méi)有法律規(guī)定衛(wèi)星在夜空中應(yīng)該呈現(xiàn)多亮的亮度。6月1日在維也納舉行的聯(lián)合國(guó)和平利用外層空間委員會(huì)會(huì)議上，來(lái)自許多國(guó)家的代表將討論保護(hù)天空的問(wèn)題。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac341b

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