卫星群对天文学造成日益严重威胁

一群星链卫星经过美国新墨西哥州卡森国家森林公园上空。

本报讯 3年前，美国SpaceX公司发射了首批Starlink星链互联网通信卫星。从那时起，其他“星链”卫星也陆续发射升空，如今已有超过2300颗“星链”卫星环绕地球运行，几乎占所有运行卫星的一半。这引发了天文学家对卫星会在夜空照片上留下条纹的担忧。

越来越多的证据表明，这些“星链”卫星将对全球的天文观测站和其他天文观测者造成相当大的干扰。目前卫星公司还没有找到解决方案，并且未来几年可能还会有数以万计的新卫星发射升空。

自第一颗“星链”卫星发射以来，天文学家已开始组织全球相关力量进行回应。经过前两年的一系列国际研讨后，国际天文联合会（IAU）成立了一个保护黑暗和安静天空免受卫星星座干扰的中心，旨在对天文学家、政策制定者、卫星运营商等加以协调，从而减少卫星划过天空造成的影响。

《天文学杂志》最近发表的一项研究表明，未来的卫星星座将在南纬50°和北纬50°附近的夏夜里最为明显，而许多欧洲和加拿大的天文设施都建在那里。该研究称，如果SpaceX和其他公司发射了计划的6.5万颗卫星，那么在夏至前后，这些纬度地区的夜空中将会出现明亮的光点。在日出和日落前后的几个小时里，肉眼可见的每14颗星星中就有一颗是卫星。

那些研究广阔天空的天文观测站将受到最大影响。美国加州帕洛玛山的兹威基瞬变设施（ZTF）在2021年8月黄昏时分拍摄的图像中出现了18%的卫星条纹。波兰华沙大学天文学家Przemek Mróz指出，这个数字还会随着卫星数量的增加而上升。他对2022年4月ZTF的数据进行了初步分析，结果发现卫星的条纹影响了约20%~25%的黄昏图像。

Mróz表示，到目前为止，ZTF的许多测量数据还没有被卫星条纹破坏，部分原因是它的图像处理方法可以检测和掩盖卫星的轨迹。但其他天文台仍面临更大挑战，特别是由美国资助、在智利建造的8.4米望远镜——薇拉·鲁宾天文台。因为它将每3天对整个可见天空进行拍摄，所以特别容易受到卫星条纹的影响。天文学家正在研究减轻损害的方法，如可以识别和消除数据中卫星条纹的算法，但修复数据需要大量的时间和精力。

卫星数量的增加还有可能对射电天文学领域产生负面影响，并增加空间碎片的数量。其他更广泛的影响可能会波及世界范围内的生命：卫星的存在导致天空中出现背景光，这可能会使依赖天体导航的动物迷失方向。另外，卫星条纹还会干扰人类的知识系统，如依靠黑暗天空的信息来标记全年重要事件的原住民知识系统。

一些卫星运营商一直在努力解决这一问题。SpaceX已经测试了降低“星链”亮度的方法，其中包括安装遮阳板。SpaceX工程师David Goldstein在本月早些时候称，SpaceX正在研究其他措施，比如在卫星镜面上添加贴纸或其他材料以反射光线。这种做法的效果仍在测试中。

近日，IAU将推出一个网站，其中包括帮助望远镜运营商预测卫星位置的工具，以便他们可以将仪器指向其他地方。

值得一提的是，虽然IAU和其他天文组织一直在敦促联合国承认这一问题，但目前还没有法律规定卫星在夜空中应该呈现多大的亮度。6月1日在奥地利维也纳举行的联合国和平利用外层空间委员会会议上，来自许多国家的代表将讨论保护天空的问题。（辛雨）

相关论文信息：

https://doi.org/10.3847/1538-3881/ac341b