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南京天光所提出一种评估卫星对天文观测影响的新模型

中国科学院南京天文光学技术研究所研究团队利用LAMOST(大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,被冠名为“郭守敬望远镜”)导星相机数据提出了一种评估卫星对天文台站观测影响的新方法,对全球的知名地基台站进行评估,结果显示目前赤道附近台站受卫星影响最为严重,纬度±50度及±80度附近的台站受低轨道卫星影响最为严重。该研究成果发表在国际天文期刊《Astronomy & Astrophysics》。

从1997年的66颗卫星组成的铱星星座到目前的Starlink及Oneweb卫星星座,越来越多的卫星星座计划被提出,截止2024年12月16日Starlink共有6800多颗卫星在轨运行,到2035年在轨低轨道卫星总数目预计将达到10万颗。其中Starlink卫星反射太阳光目视星等可以到7.1,巨大的BlueWalker卫星目视星等最亮可以达到0.2。包括哈勃望远镜及VLT(Very Large Telescope,甚大望远镜)在内的众多空间、地基望远镜都报道了卫星破坏天文成像数据,包括影响光度测量的可靠性、破坏光谱和成像数据及提高天空背景亮度。

评估不同台站受卫星影响的情况可以帮助分析目前卫星对天文观测影响的程度,未来将成为评估台站的观测条件的重要指标,以往评估模型均考虑卫星绕地球均匀分布或者圆形轨道运动,研究团队使用TLE(Two Line Element)真实卫星数据构建椭圆轨道模型,获得卫星在地理坐标系中不同经纬度上的概率分布密度,提高了结果的精度和可靠性。胡天柱博士为文章第一作者,张勇研究员和崔向群院士为文章通讯作者。该文章得到了紫金山天文台孙天瑞博士的帮助,并获得国家自然科学基金、江苏省自然科学基金资助。

图:不同台站可观测的低轨道卫星数目(基于2023年9月数据)。上图为低轨道卫星概率密度在观测点的高度角60-90度视场范围内积分的结果,下图为低轨道卫星概率密度在观测点的高度角30-90度视场范围内积分的结果。

论文链接:https://doi.org/10.1051/0004-6361/202349048