Klimaændringer påvirker astronomiske observationer

Klimaændringer forbundet med global opvarmning kan påvirke astronomiske observationer. Det er resultatet af en undersøgelse, der involverer forskere fra universitetet i Köln. Det internationale forskerhold undersøgte en række klimaparametre ved Very Large Telescope (VLT) ved Paranal i Atacama-ørkenen i Chile, hvor European Southern Observatory (ESO) driver sine teleskoper. Blandt andet, holdet evaluerede dataene for temperatur, vindhastighed og vindretning, og vanddampindholdet i atmosfæren over en periode på flere årtier. Dette afslørede en stigning i temperaturer over verdensgennemsnittet og også stigende billedsløring på grund af luftturbulens - såkaldt seeing.

Undersøgelsen "The impact of climate change on astronomical observations" blev offentliggjort i det aktuelle nummer af Natur astronomi og kan ses online. Dets resultater er ikke kun vigtige for astronomer at tilpasse deres observationer til skiftende miljøforhold, men skal også tages i betragtning ved planlægning af nye store teleskoper – såsom Extremely Large Telescope (ELT), som i øjeblikket bygges nær Paranal.

De Köln-baserede videnskabsmænd professor Dr. Susanne Crewell og Christoph Böhm fra Institut for Geofysik og Meteorologi var involveret i undersøgelsen. I fortiden, de havde allerede udforsket forskellige aspekter af fortiden, nuværende og fremtidige klima på teleskopets sted inden for rammerne af Collaborative Research Center 1211 "Earth—Evolution at the Dry Limit." Artiklens første forfatter er Faustine Cantalloube fra Max Planck Institute for Astronomy i Heidelberg.

Forskerne undersøgte, i hvilket omfang klimaændringer påvirker astronomi og især kvaliteten af ​​observationer. Holdet fokuserede på Paranal-observatoriet i det nordlige Chile, fordi det har en lang række miljøsensorer, der dokumenterer lokale meteorologiske forhold. Disse målinger gav et af de mest omfattende datasæt over de sidste tre årtier på et stort set uberørt sted.

Baseret på dette datasæt, astronomer, klimaforskere, atmosfæreforskere, og meteorologer gik sammen om at identificere vigtige meteorologiske parametre, der spiller en rolle i kvaliteten af ​​astronomiske observationer. Dataene gjorde det muligt for dem at analysere langsigtede tendenser over en periode på mere end tredive år for at bestemme virkningen af ​​klimaændringer på fremtidige observationer. Ved at bruge fire eksempler, de viste, hvordan klimaændringer allerede påvirker, eller kan påvirke driften af ​​et astronomisk observatorium i fremtiden. VLT, drives af ESO, blev tjent som eksempel.

"Dataene viste en stigning på 1,5 °C i nærjordstemperaturen i løbet af de sidste fire årtier ved Paranal Observatory. Dette er lidt højere end det verdensomspændende gennemsnit på 1 °C siden den førindustrielle tidsalder, " sagde Susanne Crewell. Da det originale teleskopkølesystem ikke var designet til så varme forhold, kvaliteten af ​​observationer er i stigende grad truet af hyppigere turbulenser - en konsekvens af temperaturstigningen. Den forventede stigning på 4°C (det mest pessimistiske scenarie for ICCP-klimasimuleringerne) inden for det næste århundrede skal derfor tages i betragtning ved konstruktionen af ​​39-meter Extremely Large Telescope (ELT) på et nærliggende sted.

I særdeleshed, astronomer står over for udfordringen med en reduktion af den såkaldte "kuppelseing", " en reduktion i opløsning på grund af turbulens i teleskopets kuppel. Forskerne bemærkede desuden en stigning i turbulensen i luftlaget nær jorden, gør billeder slørede, da kolde og varme luftlag med forskellige brydningsindeks veksler hurtigere. Imidlertid, at tilskrive dette til klimaændringer er svært, da der også var bygningsmæssige ændringer. Stigningen i vindforskydning i den øvre troposfære i forbindelse med jetstrømmen fører også til en såkaldt 'vinddrevet halo." Dette fænomen opstår, når atmosfæriske turbulensforhold varierer hurtigere, end teleskopets kontrolsystem kan korrigere dem. instrumentets kontrastevner og potentielt kunne begrænse exoplanetundersøgelser.En stigning i vanddamp i atmosfæren kan desuden føre til en reduktion af det astronomiske signal.

Gennem deres unikke perspektiv på universet, astronomer ved, at livets oprindelse på Jorden var en kompleks proces, der kun var mulig på grund af yderst sjældne omstændigheder. Der er ingen anden Jord i vores nabolag. Af denne grund, det aktuelle nummer af Natur astronomi , offentliggjort den 10. september, er dedikeret til emnet klima. Specialnummeret har til formål at øge bevidstheden i astronomi om klimaaspekter, der er vigtige for astronomernes arbejde.