世界最大光學望遠鏡E-ELT會刷新什麼紀錄？

就在5月26日，號稱「全世界最大的光學望遠鏡」E-ELT正式在智利開建。E-ELT，是英文全名European Extremely Large Telescope的縮寫，中文名叫歐洲極大望遠鏡（也叫歐洲特大望遠鏡）。

直徑39.3米的主鏡，由798個六角形小鏡片拼接而成，聚光面積高達978平方米，望遠鏡可移動質量高達3000頓，穹頂總質量5000噸，這在全世界光學望遠鏡大家庭里，絕無僅有，規模最大。

它還將擁有多項世界紀錄：

不僅聚光面積最大，而且聚光能力最強，要比目前最大的光學望遠鏡（11.8米等效口徑的大雙筒望遠鏡LBT）強大15倍，比著名的甚大望遠鏡強26倍；

世界最大紅外望遠鏡，不僅能夠觀測可見光，而且還可以觀測近紅外線波段的電磁波；

造價最高昂的望遠鏡，超過10億歐元，遠比我們國產的500米口徑巨鍋FAST1.8億美元貴得多。甚至比正在籌建中的30米望遠鏡TMT還要貴。

歐洲極大望遠鏡與其他著名光學望遠鏡主鏡面積比較

讓我們具體來看看，歐洲極大望遠鏡位於南美智利阿馬索內斯山，靠近帕瑞納天文台（VLT甚大望遠鏡的組成部分），海拔3060米。最早計劃有6個候選地址，包括中國西藏、南非、摩洛哥、夏威夷、南極洲，2011年最終確定智利。

為什麼會選擇這個地方呢？

決定望遠鏡觀測能力主要有兩個方面：聚光能力和分辨能力。聚光能力就是望遠鏡的接收面積，越大越好。所以呢，各大天文台都想搞直徑越來越大、聚光面積越來越大的望遠鏡。

再說分辨能力，決定望遠鏡解析度有一個重要因素就是觀測環境，空氣稀薄、乾燥、無污染包括消除光污染，最好不過。這就是為什麼世界頂級天文台都會選擇高海拔地區的原因。

相關配套也很重要。投建方歐洲南方天文台ESO，之所以把歐洲極大望遠鏡放在靠近帕瑞納天文台的地方，主要考慮建設、維護、配套等都很方便，因為基礎好，環境更為熟悉。相比之下，南非、摩洛哥、西藏、南極洲都沒這種配套條件。

其實智利有兩大高海拔台址可供選擇：超過5000米的阿塔卡瑪山和海拔3000米的阿馬索內斯山，前者是世界最高天文台的選址地，這裡建有多架望遠鏡（阿塔卡瑪大型毫米／亞毫米波陣、阿塔卡瑪探路者實驗望遠鏡、阿塔卡瑪宇宙學望遠鏡），山下就是世界最乾旱的地區之一——阿塔卡瑪沙漠，觀測環境肯定比後者還要好，但如此高海拔環境，為建造最大規模望遠鏡會帶來難以克服的重重困難。比較而言，選擇3000米高的阿馬索內斯山上，性價比更高。

作為最貴的望遠鏡，歐洲極大望遠鏡總預算高達10.55億歐元，將會裝備什麼神器？

目前已確定裝載8個關鍵設備（CODEX）：一個高解析度光學光譜儀；追蹤多目標的廣角近紅外集成視場光譜儀（EAGLE）；具有極高自適應光學系統的行星成像儀和光譜儀（EPICS）；單視場的寬頻光譜儀（HARMONI）；中紅外成像儀和光譜儀（METIS）；限制衍射的近紅外照相機（MICADO）；大視場的多目標光譜儀（OPTIMOS）；高光譜解析度的近紅外光譜儀（SIMPLE）。另外，還有2個設備正在測試研究中。

以上這些神器，能讓歐洲極大望遠鏡到底有多牛？

剛才說過，決定望遠鏡觀測能力主要有兩個方面：聚光能力和分辨能力。以聚光能力衡量，極大望遠鏡比現在最大的光學望遠鏡強大15倍，比單架甚大望遠鏡強大26倍，比400年前伽利略製造的望遠鏡強800萬倍，比人類肉眼強1億倍！

再看分辨能力，歐洲極大望遠鏡具有比哈勃望遠鏡更強的觀測能力，成像解析度是後者的16倍。另外，裝配的近紅外相機靈敏度，可以媲美2018年發射升空的詹姆斯·韋伯望遠鏡，能夠探測到紅外信號及其微弱的深空天體。

關鍵問題來了，什麼能夠建成？未來主要觀測什麼？

根據投建方歐洲南方天文台公布的時間表，預計2022年建成，2024年正式啟用。

未來，歐洲極大望遠鏡會重點關註：探索類地行星行星、尋找外星生命、研究暗物質和暗能量、探索太陽系起源、超大質量黑洞演化、高紅移星系等研究。

所以，天文學界現已開始稱呼它「世界最大的天空之眼」the world』s biggest eye on the sky。正好與「太空之眼」哈勃太空望遠鏡，一天一地，天地呼應。

除了歐洲極大望遠鏡外，我們簡單看一下，TOP5中另外四大光學望遠鏡。

第二名：30米望遠鏡（Thirty Meter Telescope，簡稱TMT），主鏡30米，由美、加、日、中、巴、印共同投建，總預算12億美元，選址夏威夷毛納基山，預計2018年建成。

第三名：巨型麥哲倫望遠鏡 (Giant Magellan Telescope，簡稱GMT)，擁有7個直徑8.4米主鏡，美國GMT集團投建，預算7億美元，位於智利拉斯坎帕納斯天文台，預計2020年建成。

第四名：大雙筒望遠鏡（Large Binocular Telescope，簡稱LBT），擁有兩個口徑8.4米的主鏡，是現已建成世界最大光學望遠鏡，造價1.2億美元，位於美國亞利桑那州，屬於格拉漢姆山國際天文台的一部分。

第五名：加那利大型望遠鏡（Gran Telescopio Canarias，簡稱GTC），口徑10.4米主鏡，造價1.3億歐元，2008年建成，位於西班牙拉帕爾瑪島。

順便補充一下，前面多次提到歐洲極大望遠鏡的所有者——歐洲南方天文台（簡稱ESO），儘管帶有南方天文台字樣，其實是北半球歐洲14國（另加上巴西），在南半球開展天文研究的國際組織。（為何歐洲天文機構跑到南半球研究天文？簡單來說，南天天區觀測星體遠多於北天區，而且觀測環境更好。）ESO擁有世界數量最多、規模最大、技術最先進的地面望遠鏡，主要包括極大望遠鏡E-ELT、甚大望遠鏡VLT、阿塔卡瑪大型毫米／亞毫米波陣ALMA、阿塔卡瑪探路者實驗望遠鏡、阿塔卡瑪宇宙學望遠鏡等。

可能有人問了，說了半天，解釋下什麼是光學望遠鏡？

先說個最基本也是最重要的概念：光——人類探索宇宙的利器。從古到今，幾乎所有天文觀測資料都是從光得到的。不過這個「光」，可不僅僅是可見光， 更多是看不見的各種光波（也叫電磁輻射），能量從低到高的光依次是：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽馬射線。

所以呢，科學家相對應地設計出：無線電望遠鏡（也叫射電望遠鏡，比如FAST、阿雷西博）、微波望遠鏡（普朗克宇宙微波探測器）、紅外望遠鏡（細分為亞毫米、遠紅外線、中紅外線、近紅外線，比如斯皮策太空望遠鏡、詹姆斯·韋伯太空望遠鏡）、可見光望遠鏡（也叫光學望遠鏡，歐洲極大望遠鏡、哈勃太空望遠鏡）、紫外望遠鏡（凱克望遠鏡、哈勃太空望遠鏡）、X射線太空望遠鏡（錢德拉X射線天文台）、伽馬射線太空望遠鏡（費米γ射線太空望遠鏡）。

當然，很多望遠鏡都是兼跨的，能夠同時檢測多種光線，比如哈勃、斯皮策太空望遠鏡等。

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