作者|周已皓

审核|黄坚

编辑|赵经远

20世纪50年代末至60年代初期，美国国家科学基金会（NSF）希望在南半球建立一个重要的国际天文观测基地。他们组织了一支科学家团队，在南美洲多处山区进行了严格的气象和地理勘探，最终选择了位于智利的托洛洛山作为建设地点。

托洛洛山拥有得天独厚的自然条件：稳定的大气层、极少的降雨、良好的空气透明度，这些条件使得托洛洛山成为观测银河系和遥远宇宙天体的理想之地。1963年，托洛洛山美洲天文台（CTIO）正式开始建设，1965年开始进行常规的天文观测，从此开始了一个甲子的宇宙探索之旅。

托洛洛山绝佳的观星条件（图片来源于维基百科）

在托洛洛山美洲天文台众多观测设备中，最重要、最著名的就是4米口径的维克托·布兰科望远镜（Victor M. Blanco Telescope）。它以托洛洛山美洲天文台第二任台长维克托·布兰科（Victor Blanco）的名字命名，于1974年建成，之后进行了一系列测试，并于1976年开始科学观测，在1998年欧洲南方天文台第一台8.2米口径的甚大望远镜建成之前，一直是南半球口径最大的光学望远镜。这台望远镜与基特峰天文台4米梅奥尔望远镜采用了相同的设计，光学结构为先进的里奇-克莱琴式结构，能够提供清晰且精确的宇宙图像。

布兰科望远镜配备了暗能量相机（Dark Energy Camera，简称DECam），这是一台拥有惊人能力的高精度CCD相机，于2012年安装启用，配备了62块超灵敏的感光芯片，整体像素高达5.2亿，视场达到3平方度，约等于同时拍摄十几个满月大小的天空范围。DECam的分辨率高达0.263角秒/像素，这意味着它能够分辨出距离很近的两个天体。相机主体采用了特殊制冷系统，以-100°C的超低温环境工作，最大程度减少电子噪音干扰。此外，相机配备多种滤镜，能够捕捉从紫外到近红外不同波段的光线，极大扩展了其科学观测能力。

维克托·布兰科望远镜（图片来源于Dark Energy Survey）

DECam的设计和建造初衷，就是为了探索宇宙加速膨胀背后的神秘力量——暗能量。从2013年到2019年，它执行了著名的“暗能量巡天”（Dark Energy Survey, DES）项目。这一项目观测了南天近八分之一的天空，记录了数亿个遥远星系以及数千颗超新星的数据，极大地丰富了科学家对宇宙结构的认识。DES项目提供的数据，帮助科学家更加精准地测量了宇宙膨胀速率以及暗能量的性质。最新结果甚至提出，暗能量可能并不是一个完全稳定的常数，而是随时间略微变化的量。这些成果极大地推动了现代宇宙学的发展。

除了宇宙学研究，DECam也参与了其它重大天文任务，如对银河系的近邻星系——大小麦哲伦云的深度观测，以及银河盘面巡天计划（DECaPS）。后者是迄今为止规模最大的银河系巡天之一，成功探测了超过33亿颗恒星和其他天体，帮助天文学家深入理解银河系的结构和恒星分布情况。

DECam相机的感光元件（图片来源于Dark Energy Survey）

除了布兰科望远镜，托洛洛山美洲天文台还设有一组被称为中小口径研究望远镜系统（Small and Moderate Aperture Research Telescope System，SMARTS）的望远镜群。这些望远镜口径从0.9米到1.5米不等，每晚都会对恒星、变星、小行星甚至系外行星进行观测。它们为研究恒星的演化过程、小行星的轨道特性，以及发现系外行星提供了大量宝贵的数据。

SMARTS集群（图片来源于NOIRLab）

托托洛洛山美洲天文台也是一个国际合作的重要平台，暗能量巡天本身就是一个跨越中国、美国、欧洲等多个国家与研究机构的合作项目。如今，在距离托洛洛山仅10公里的怕琼山上，正在建设的薇拉·鲁宾天文台[Vera C. Rubin Observatory，原名大型综合巡天望远镜（LSST）]也将与托洛洛山美洲天文台密切合作。薇拉·鲁宾天文台计划于2025年6月23日发布第一批图像，并于2025年下半年开始正式观测，它将会进行更加深入的巡天任务，产生大量科学数据，有望对天文学各个领域进行全面地革新；而托洛洛山美洲天文台则会在仪器设备的开发经验、数据处理技术以及现场观测支持等方面，为薇拉·鲁宾天文台提供宝贵经验和技术支持。

展望未来，托洛洛山美洲天文台仍将继续发挥其南半球重要天文观测基地的作用，与全球天文学界密切合作，携手探索宇宙的更多奥秘。

参考资料

1、Kevin K,Hector B,Pedro S, et al. Light Pollution At High Zenith Angles, As Measured at Cerro Tololo Inter-American Observatory[J]. Publications of the Astronomical Society of the Pacific,2010,122(889).

2、Optical Sky Brightness at Cerro Tololo Inter‐American Observatory from 1992 to 20061[J]. Publications of the Astronomical Society of the Pacific,2007,119(856).

3、C. M T A,Rolando C,Eduardo M, et al. Cerro Tololo Inter-American Observatory, Victor M. Blanco 4-m Telescope, and the Dark Energy Survey[J]. Cerro Tololo Inter-AmericanObservatory, National Optical Astronomy Observatory (Chile);Fermi National Accelerator Lab. (United States);Univ. of Illinois (United States),2006,6267.

4、Abbott C M T,Schumacher G,Warner M, et al. Cerro Tololo Inter-American Observatory,Victor M. Blanco 4-m Telescope: an upgrade to the telescope control system[P]. Astronomical Telescopes + Instrumentation,2008.

5、Cerro Tololo Inter-American Observatory，Wikipedia，https://de.wikipedia.org/wiki/Cerro_Tololo_Inter-American_Observatory.

6、Cerro Tololo Inter-American Observatory，NOIRLab，https://noirlab.edu/public/programs/ctio/.

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来源: 星明天文台