哪怕欣赏这些巨大而孤独地矗立在火山高地之上,试图与苍茫宇宙开启一场穿越光年之旅的对话的站点,你也会感到一种穿越脚下山地,直达海底与宇宙的厚重与震撼。



在远离陆地的太平洋中央,由六大岛屿及其他上百个岛屿组成的夏威夷群岛一直是世界著名的旅游胜地。尽管这座火山喷发形成的群岛整体呈热带气候,然而由于海拔和气候的不同,不同地域具有截然不同的气候带。


夏威夷大岛是夏威夷群岛中最年轻、面积最大的岛屿(其面积是群岛中其他所有岛屿面积之和的两倍),被当地人亲切地称为“大岛”(Big Island)。


除了热带气候,这个北回归线横穿而过的群岛还可以体验到全球大部分气候带。高耸的莫纳凯亚 (Mauna Kea)火山和莫纳罗亚(Mauna Loa,号称世界上最大的活火山) 火山的屏蔽也促使这里产生了极地苔原气候。

在这里,夏威夷火山国家公园 (Hawaii Volcanoes National Park) 流动的岩浆,海拔4,205米(海底上升9,750米)的莫纳凯亚山顶覆盖的皑皑白雪,从哈玛库亚海岸 (Hamakua Coast) 到普纳鲁吾海滩 (Punaluu Beach) 的黑沙,夏威夷大岛体现着大自然磅礴之力塑造的力量之美。



这里除了令人惊叹的瀑布、迷人的热带风景和动植物、惊险的户外探险机会,还有世界上最大、海拔最高的天文台。


莫纳凯亚山年均280天以上的晴夜数、山顶无云的气候和稳定的大气层促成了绝佳的天文观测条件。这里有世界上11个国家组成的13个天文观测站。



云集的世界现代大型望远镜支持顶尖科学家开展对星空、宇宙起源的研究。优秀的暗夜观测条件也同样深深吸引着天文爱好者。这里还是观测来自天源的红外和亚毫米波的最佳地点。



世界上最大的“天文战场”


光学/红外望远镜

光学和红外望远镜用于探测可见光和电磁光谱中的天体,观察整个宇宙中发射电磁辐射的物体。红外望远镜可以测量落在红外光谱(0.75-300 微米)之间的物体。这些望远镜在高海拔和干燥的莫纳克亚山顶性能良好。


UH Hilo教育望远镜由夏威夷大学-希洛分校运营,落成于2010年。

UH 2.2m望远镜由夏威夷大学天文研究所运营,成立于1970年。

NASA红外望远镜设施由NASA运营,落成于1979年。

NASA红外望远镜


口径3.6米的加拿大-法国-夏威夷望远镜由加拿大、法国和夏威夷大学运营,成立于1979年。

口径3.8米的英国红外望远镜由英国运营,落成于1979年。

口径10米的凯克1号天文台由加州理工学院、加利福尼亚大学运营,落成于1993年。

口径10米的凯克2号由加州理工学院、加利福尼亚大学运营,落成于1996年。


凯克2号10米长的主镜由36个独立的六边形段组成。

斯巴鲁望远镜由日本运营,落成于1999年。

斯巴鲁望远镜的设计可以最大限度地减少望远镜结构内部的热源,以提高望远镜图像质量。


口径8.1米的北双子望远镜由美国、英国、加拿大、阿根廷、澳大利亚、巴西和智利运营,落成于1999年(南双子望远镜位于南美洲智利)。2020年11 月,北双子天文台与美国宇航局红外望远镜设施 (NITF)和欧洲低频ARray射电望远镜合作,发现了第一颗超级行星。2011年10月,三位发现者被授予诺贝尔物理学奖。基于天文台对超新星的研究,暗能量是一种导致宇宙加速膨胀的力量。


北双子望远镜


亚毫米波望远镜

亚毫米波是指波长略小于毫米的电磁波。比起大家较熟悉的无线电波段和光学波段,亚毫米波段无疑称得上是天文学中相对发展较晚的领域。亚毫米波可观察太阳系中遥远的物体、星际气体、尘埃和遥远的星系。莫纳凯亚山顶气候干燥、气流稳定,是亚毫米波望远镜观测的绝佳地点。

加州理工学院亚毫米级天文台由加州理工学院、美国国家科学基金会运营,落成于1987年。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(JCMT)望远镜由英国、加拿大、荷兰运营,落成于1987年。JCMT望远镜是从地面进行亚毫米级观测的最成熟和最受欢迎的站点。

詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(JCMT)望远镜


亚毫米阵列由史密森尼天体物理天文台和中国台湾运营,落成于2002年。这8座亚毫米波阵列望远镜,直径均为6米,能够共同构成一个天线阵列,用以模拟出一座直径508米、面积大约九座足球场大小的单一碟型望远镜。


亚毫米阵列


射电望远镜

射电望远镜测量电磁波谱内的射频场,测量无线电波并与卫星和太空探测器通信。射电望远镜还能够观察太空中的物体,如类星体和脉冲星,对星系、星云等天文物体进行成像,以及来自远处物体的无线电发射。

超长基线阵列是由美国国家射电天文台、联合大学公司、美国国家科学基金会运营的10架射电望远镜组成的阵列,是全世界最大的天文超长基线干涉测量仪器。阵列于1986年2月开始建造,至1993年5月才全部完成。2016年,天文学家利用超长基线阵列,首次发现一个抛弃宿主星系、几乎“独自生存”的超大质量黑洞,这种情况极其罕见。



体验一场观星之旅

尽管这些位于山顶的天文台几乎不对外开放,但是得益于得天独厚的暗夜条件,莫纳凯亚半山腰的气候条件也十分适合游客观星。这里的莫纳凯亚游客信息站、旅行公司都会提供望远镜或者相机作为辅助观看工具。


白天,你可以浏览市中心的商店、农贸市场,到威陆库河州立公园(Wailuku River State Park)探险,欣赏层叠的彩虹瀑布,和被称为“沸腾之锅(Boiling Pots)”的水潭,或者领略威美亚牧场的繁荣景象。



傍晚,请开启你的日落与观星之旅吧!在海拔2,800米的莫纳凯亚游客信息站周围观星,或者驱车在许可的范围内远足、欣赏日升日落。


夜幕降临,天空毫无保留地展现在眼前的时候,你或许会无比深刻地了解为什么这里成为了天文学的“战场”。完美的暗夜条件,无人造光污染,令人难以置信的能见度,这一切都使得漫天繁星仿佛触手可及。带上手机、相机,或者借助望远镜,你便可以沉浸在欣赏和拍摄灿烂银河的夜晚里。



莫纳凯亚游客信息站会定期开放观星计划,且每人每季度仅能预订1次。难能可贵的观星计划需要提前数月预订。

当然,在温差极大、气候变化快的山上,多带一些保暖衣物和食物,一定会是英明神武的决策。

当然了,当地为了保护自然环境和暗夜条件制定了一系列的规定。一定要遵守当地的规定,减少对自然环境的破坏。



由于山上常有极端气候,可能会造成道路危险,带来低温、大风和强降水等天气,也会让游客感到身体不适——高原反应、恶劣天气、地震等。因此,孕妇、13岁以下的儿童以及健康问题的人不建议前往。对于想要到达山顶的人来说,为了缓解高原反应带来的身体不适,当地会要求游客在游客中心尽可能长地休息,在身体适应海拔后再继续行程。


凯克天文台的游客中心还可以看到有关天文研究的展览。莫纳凯亚山顶在白天和日落时分对四驱车开放,在日落后的30分钟后至日出前的30分钟关闭通行。

哪怕欣赏这些巨大而孤独地矗立在火山高地之上,试图与苍茫宇宙开启一场穿越光年之旅的对话的站点,你也会感到一种穿越脚下山地,直达海底与宇宙的厚重与震撼。



天文台之下

莫纳凯亚活山有100万年的历史,是一座休眠的盾状火山(具有宽阔顶面和缓坡度侧翼的大型火山),上一次喷发发生在4,500年前。这里独特的火山形成和地质演变,形成了独特的地貌和稀有的亚热带高山、高山生态系统动植物群。


煤渣锥是分布在莫纳凯亚火山四周的,经过短暂的爆炸性喷发而形成的熔岩碎屑。在莫纳凯亚山顶的天文台四周,随处可见分布的煤渣锥。

在海拔3,350米的高山沙漠区,在看似毫无生命的岩石和煤渣为主的石头沙漠里,却稀疏生长着独特的生态群落:苔藓、地衣、藻类和40多种适应寒冷的无脊椎动物,如飞蛾、蜘蛛等。


高山灌木丛群落始于树线以上(海拔2,896米-3,350米),这里生长着耐寒的灌木,也生长特有的节肢动物。



亚高山区(海拔1,707-2,896 米)生长着夏威夷岛特有的树种——Māmane树,这也是黄胸管舌雀(Palila)的食物来源(这种鸟几乎完全依赖于食用Māmane树未成熟的种子)。然而大量放牧,这里的很多本地植物都已经消失,Māmane也在急剧减少。

Māmane树

Māmane树

白臀蜜雀(Apapane)

黄胸管舌雀(Palila)


内容参考及图片来源

www.maunakeaobservatories.org

https://hilo.hawaii.edu

https://about.ifa.hawaii.edu

www.maunakeaobservatories.org

https://bigislandguide.com

www.kepu.net.cn

www.unsplash.com

www.canva.cn

 


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