SOAR 望遠鏡重大升級，STELES 光譜儀瞄準宇宙最古老恆星

位於智利的南方天文物理研究望遠鏡（SOAR）近日進行重大升級，安裝了 SOAR 望遠鏡中階梯光譜儀（STELES）。這台令科學家期待已久的儀器於今年 8 月首次亮相，並對雙星系統海山二以及其他 13 個目標進行了觀測。

SOAR望遠鏡是由巴西、智利、美國NOAO轄下托洛洛山美洲際天文台（CTIO）等機構經營的望遠鏡，位置在海拔高度2738公尺的帕瓊峰，口徑達4.1公尺。這次為SOAR望遠鏡設計中階梯光譜儀（STELES）的是巴西國家天文實驗室（LNA）和聖保羅大學天文學、地理和大氣科學研究所（IAG/USP），光學和偵測器零件則是由歐洲南方天文台（ESO）和CTIO完成。STELES在2016年就運到CTIO組裝，但大量的組裝和測試工作，加上疫情衝擊，耗費9年時間才終於裝上SOAR望遠鏡。

被選為STELES的第一道光的觀測目標是位於船底座的雙星系統：海山二，該系統最著名的事件是1837年的亮度大爆發，但之後又漸漸暗下來。目前認為海山二較大的恆星質量約為太陽的90倍，而較小的恆星質量約為太陽的30倍，周圍被星雲遮蔽。主導STELES計畫的巴西天文學家Augusto Damineli是首位提出海山二是雙星系統的科學家，因此特別選擇海山二做為STELES第一道光的觀測目標。

▲ 圖右是STELES取得的第一道光的光譜。（Source：NOIRLab）

STELES的原理是將入射光束分成兩束，一束用於短波長的藍光（波長300-550奈米），另一束用於長波長的紅光（波長530-890奈米）。每束光透過階梯光柵將每束光分解成其組成顏色的光譜，科學家可以從中獲得天體化學成分、運動、旋轉和距離的詳細資訊。而且，STELES一次拍攝就能獲得大範圍可見光的資料，大大增加工作效率。

借助STELES提供的高品質數據，科學家將能夠研究銀河系內外那些缺乏金屬元素的恆星。這裡指的「金屬」指的是比氦更重的元素。由於金屬是從恆星核融合中生成，幾乎不含任何金屬元素的貧金屬恆星代表它們是宇宙誕生初期的第一代恆星。這些從未被直接觀測到的最古老恆星，將會是STELES的目標。目前STELES還有一些工作等待收尾，預計將在2026年正式開始觀測工作。