当太阳在南非落下地平线时，纳米布沙漠陷入一片寒冷的黑暗。这片天空没有频繁的阴雨风暴，也没有城市灯光的阻挡。在没有月亮的夜晚，星星是唯一的光源——点缀在漆黑的天幕上，如同珍贵的闪耀宝石。这片晴朗、幽暗的天空是天文学家的天堂。
“非洲是一个美丽的洲，”一位驻扎在肯尼亚的科学教育家苏珊·穆拉巴纳说。“我们很幸运拥有黑暗且未受污染的天空。”
非洲本土居民长期以来依赖星星和行星的位置来记录时间和季节，并塑造社会和思想。他们文化中许多构成数学的元素后来在世界其他地方的神话、传说和社会中得到了认可。但天文学界才刚刚开始关注这一点。
在过去几十年里，非洲已成为世界级望远镜的重要地点，这些望远镜帮助推动了当地天文学的复兴。如今，非洲大陆共有36个天文台。其中包括位于纳米比亚高地卡马斯地区的“高能立体系统”（HESS），该系统探测超新星和脉冲星风星云的宇宙射线痕迹。与此同时，在北开普省干旱的卡鲁沙漠地区，南非大型望远镜（SALT）则跟踪星系和类星体。
下一个加入行列的天文台将是非洲首个毫米波望远镜，也称为非洲毫米波望远镜（AMT）。它将利用无线电波探测宇宙中最黑暗区域的天体。在揭示宇宙新秘密的同时，AMT也有可能为当地人打开新的机会。南非科学家认为，该望远镜是促进新一代研究人员成长、重建该地区天文学的一大步。
“AMT项目让非洲大陆的许多人都感到兴奋，”纳米比亚大学物理、化学和材料科学系主任埃利·卡赛说。“该领域本地专业知识的增长是我们大学和国家期待的另一个令人兴奋的发展。”
AMT将建在甘斯堡山，该山位于纳米比亚西南部一个受保护的自然保护区内。这个海拔7700英尺的平顶山峰远离人烟和人口稠密的城市，能够最大程度地减少光污染，距离该国首都温得和克77英里。该地区全年降雨稀少，云层更少，这为天体观测提供了独特的地质和大气优势。
温得和克的纳米比亚大学的科学家们与荷兰奈梅亨拉德伯德大学合作，完成了这个耗资约2500万美元的项目，并计划在五年内投入使用。一旦投入运行，这个近50英尺的望远镜将参与多项实验，例如追踪银河系中的气体以研究恒星的诞生、监测遥远的活动星系，以及收集关于被称为黑洞的神秘宇宙巨兽的线索。
天文学家称该天文台是黑洞研究未来的一块“缺失的一环”，因为AMT将加入由全球同步射电天文台组成的网络“事件视界望远镜（EHT）合作项目”，旨在探索这些难以捉摸的实体的本质。
监视超大质量黑洞
天文学家普遍认为，超大质量黑洞位于许多星系（包括银河系）的中心。EHT在2019年拍摄了首张黑洞照片，为这一理论提供了更多有力证据。位于M87星系中心的黑洞周围的多种光线模式，使研究人员能够测量和观察这些天体的基本属性，包括它的边缘，即事件视界。这个“无法返回的点”是一个逃逸速度超过光速的边界。任何越过这个点的东西都会被吸出宇宙。迄今为止，没有人造力量能与之抗衡。虽然这张照片和数据确实揭示了这些巨大的星系吞噬者，但也引发了关于我们宇宙复杂性的新问题。
“EHT的下一步是真正从拍摄黑洞图像转变为拍摄黑洞的视频，”纳米比亚大学副教授迈克尔·贝克斯说。但要做到这一点，一件事情变得非常明确：需要更多的望远镜遍布世界各地。
截至2022年，EHT网络由11个国际望远镜组成，它们都在某种程度上帮助研究黑洞的物理学。该网络主要集中在美洲，大部分望远镜位于北半球。在南半球增加一台望远镜将有助于与其他望远镜进行更好的通信和更广泛的数据集。这就是AMT的用武之地：新加入的望远镜将极大地增强EHT对夜空的覆盖范围。
目前，AMT团队正处于关键设计审查阶段，其中包括对甘斯堡山进行勘测，以确定天文台的确切选址。望远镜的基础将翻新自2003年退役的瑞典-ESO亚毫米望远镜的部件，并配备新技术，以探测来自遥远宇宙天体和活动发出的电磁波，特别是毫米波无线电波。这将使单碟射电望远镜能够观测到黑洞亮度差异等特征。在能够获得更高质量的超大质量黑洞图像和视频的同时，AMT可以将EHT的整体观测时间增加约30%，这将使天文学家能够更长时间地连续观测天空。
非洲天文学家的新途径
尽管AMT将增强EHT合作项目对宇宙的了解，但该望远镜大部分时间将用于帮助当地天文学家发展自己的研究。南非研究人员希望它也能为纳米比亚这个规模虽小但正在成长中的天文学社区提供发展机会。
这并非纳米比亚首次启动太空研究努力：该国在激发当地天文学的兴趣和活动方面有着悠久的历史。例如，在2016年，纳米比亚研究人员帮助证明了银河系中心存在一个高能“陷阱”，由接近光速的集中宇宙射线构成。但后勤和经济上的挑战阻碍了该国进一步拓展这些科学领域。
“（天文学）对某些人或世界的某些地区来说，可能感觉是一门非常遥远的科学，”穆拉巴纳说。
穆拉巴纳小时候就迷恋天文学，但她在肯尼亚的乡村村庄很少有机会获得实践经验。直到20岁，她才第一次有机会通过望远镜观察天空。虽然年轻一代可能对太空和天文学感兴趣，但穆拉巴纳说，相对而言，非洲的资源和专家相对较少，不足以鼓励他们继续从事这个领域。
在人口250万的纳米比亚，有两所公立大学和一所私立大学，服务约60,000名学生。纳米比亚理工大学和纳米比亚大学提供物理学本科和研究生课程，以及天体物理学专业，而私立管理学院不提供任何科学学位。根据贝克斯的说法，纳米比亚大学的本地天文学家数量不足。他将其归因于学生人数少和资金机会少，但表示更主要的问题是许多有前途的纳米比亚学生出国学习然后留在国外。对于一个高等教育人口有限的小国来说，这“对整个体系来说是一个重大损失”，贝克斯说。
贝克斯和穆拉巴纳等科学家和社区领袖正在领导努力，希望在纳米比亚和肯尼亚等地生根发芽本地天文学研究。例如，穆拉巴纳现在通过她创立的“旅行望远镜” mobile exhibit（肯尼亚的移动展品）教孩子们，旨在通过天文学增加科学和技术的普及。穆拉巴纳表示，太空行业的日益增长对下一代尤其有希望。
“看到非洲大陆天文学的未来，以及它将创造的东西，真是令人兴奋，”穆拉巴纳说。“太空产业在非洲大陆蓬勃发展，所以对于年轻人来说，这是一个非常激动人心的时刻。”
AMT是这场研究运动的中心，推动该国成为天文学科学的更强大力量。该项目计划拥有自己的教育和外展项目，以鼓励新一代南非天文学家和天体物理学家，其中一些项目已经启动。除了支持奖学金和助学金外，AMT还将配备一个移动天文馆，这是一个充气穹顶，可以投射夜空的互动图像。这个电力驱动的天文馆将走访纳米比亚各地学校。该穹顶旨在一次性让15万多名儿童一瞥宇宙，并培训教师关于该项目，以确保带回课堂的课程在未来能够保持下去。
“目标是激发这些孩子们对天文学以及[所有]STEM领域的兴趣，”卡赛说。“这也有望在不久的将来培养更多纳米比亚人在天文学领域进行积极研究，并与全球天文学界合作。”
这种全球认可也可能吸引大量外国研究人员和资金，为当地科学界提供国际支持。虽然非洲大陆已经改善了与许多国际机构和研究小组的关系，但该社区的一些人认为非洲国家必须共同努力，鼓励对科学的兴趣。随着越来越多的人认识到卫星技术、火箭工程、发射以及所有太空探索方面的重要性，穆拉巴纳相信，这不仅是天文学，也是非洲科学蓬勃发展的激动人心的时刻。
“我认为每个人都热爱科学，每个人都是科学家，无论他们来自哪里，”她说。“现在是时候让我们非洲人培养出更多的科学家了。”
