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光學(xué)觀測(cè)哪里強(qiáng)?青海冷湖發(fā)現(xiàn)國際一流天文臺(tái)址

2021-08-22 02:30:14 來源:光明網(wǎng)

天文觀測(cè)離不開好的臺(tái)址,來自天體的光,經(jīng)過長(zhǎng)途旅行穿越重重障礙抵達(dá)地球,但要進(jìn)入到科學(xué)家的“眼睛”里,還要順利通過最后一個(gè)阻礙——地球大氣層。

目前,國際公認(rèn)的一流天文臺(tái)址是智利北部山區(qū)、美國夏威夷莫那卡亞峰及南極內(nèi)陸冰穹地區(qū)。如今,在中國的青海冷湖賽什騰山區(qū),中國科學(xué)院國家天文臺(tái)鄧?yán)畈叛芯繄F(tuán)隊(duì)經(jīng)過3年連續(xù)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的光學(xué)觀測(cè)條件比肩國際一流大型天文臺(tái)。這一發(fā)現(xiàn)為我國光學(xué)天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機(jī)遇,也為國際光學(xué)天文發(fā)展提供了寶貴的戰(zhàn)略資源。北京時(shí)間8月18日,國際科學(xué)期刊《自然》發(fā)布了這一項(xiàng)重大科學(xué)進(jìn)展。

日落時(shí)分的賽什騰山

克服重重阻礙 終尋得一片純凈天空

光學(xué)/紅外觀測(cè)臺(tái)址是極其寶貴的戰(zhàn)略性稀缺資源,智利就因擁有大面積極佳觀測(cè)臺(tái)址,將發(fā)展天文作為國策大力推動(dòng),使得全世界68%的地基光學(xué)/紅外、高頻射電天文觀測(cè)設(shè)施都坐落在智利,為智利贏得了前沿研究、尖端技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等巨大的發(fā)展機(jī)遇和空間。

我國天文界長(zhǎng)期高度重視光學(xué)天文選址工作,上世紀(jì)九十年代開始部署在我國西部地區(qū)進(jìn)行選址。2017年開始,國家天文臺(tái)鄧?yán)畈叛芯繄F(tuán)隊(duì)利用在青海執(zhí)行科研項(xiàng)目的機(jī)會(huì),與謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展的海西州冷湖地方政府密切合作,在海西州西部無人區(qū)開始臺(tái)址搜尋工作。

冷湖地區(qū)日照豐沛、降水極低、夜空晴朗,歷史記錄的天氣條件非常良好。研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)冷湖賽什騰山區(qū)的實(shí)地考察,依據(jù)沙塵垂向呈指數(shù)分布的特性,確定在山區(qū)4200米海拔標(biāo)高點(diǎn)(賽什騰C區(qū))進(jìn)行定點(diǎn)選址。

選址團(tuán)隊(duì)自2018年1月16日開始,正式對(duì)該地域的晴夜數(shù)量、晴夜背景亮度和氣象進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。2018年5月開始,團(tuán)隊(duì)在海西州政府支持下通過直升機(jī)吊運(yùn),于賽什騰4200米標(biāo)高監(jiān)測(cè)點(diǎn)初步建成基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)時(shí)山區(qū)尚無道路可以通達(dá)監(jiān)測(cè)地,選址團(tuán)隊(duì)克服重重困難,經(jīng)歷生命考驗(yàn),人力背負(fù)各種儀器設(shè)施,攀登崇山峻嶺,建成了所有關(guān)鍵臺(tái)址參數(shù)的測(cè)量平臺(tái)并開始運(yùn)行。

科研人員頂著嚴(yán)寒收集數(shù)據(jù)

同時(shí),為保障參數(shù)測(cè)量的連續(xù)性,團(tuán)隊(duì)人員數(shù)十次冒險(xiǎn)攀登,對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)。在全體成員的努力下,團(tuán)隊(duì)終于達(dá)成所有參數(shù)的95%連續(xù)覆蓋率,獲得了對(duì)賽什騰山光學(xué)/紅外觀測(cè)條件的結(jié)論性數(shù)據(jù)。為避免各種非科學(xué)因素對(duì)大型天文觀測(cè)設(shè)施選址產(chǎn)生干擾,保證數(shù)據(jù)的可靠性和公正性,所有的原始數(shù)據(jù)在整個(gè)選址過程中實(shí)時(shí)公開。

歷時(shí)3年 打破制約我國光學(xué)天文觀測(cè)發(fā)展瓶頸

截至2020年底,主要臺(tái)址監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)累計(jì)達(dá)3個(gè)年度。選址團(tuán)隊(duì)經(jīng)過細(xì)致統(tǒng)計(jì)分析顯示,冷湖賽什騰山C區(qū)(4200米標(biāo)高點(diǎn))的視寧度中值為0.75角秒。這個(gè)參數(shù)與國際最佳臺(tái)址同期數(shù)據(jù)大致相同,全面優(yōu)于其他臺(tái)址。同時(shí),在紅外觀測(cè)條件上,對(duì)“物質(zhì)起源”和“生命起源”等極端科學(xué)目標(biāo)而言,最重要的臺(tái)址指標(biāo)是可沉降水汽(PWV),冷湖賽什騰臺(tái)址是所有國際一流臺(tái)址中最為優(yōu)越的。按可觀測(cè)時(shí)間和視寧度進(jìn)行綜合量化分析,賽什騰山的品質(zhì)優(yōu)于青藏高原其它選址點(diǎn),與夏威夷莫那卡亞峰和智利各天文臺(tái)相比,基本持平。

冷湖國際一流臺(tái)址的發(fā)現(xiàn)打破了長(zhǎng)期制約我國光學(xué)天文觀測(cè)發(fā)展的瓶頸,不僅為我國光學(xué)天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機(jī)遇,特別是冷湖所在的地理經(jīng)度區(qū)域內(nèi),尚屬世界大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的空白區(qū),而天文觀測(cè)常常需要時(shí)域、空域的接力觀測(cè),因此,也是國際光學(xué)天文發(fā)展的寶貴資源。

地處青海省海西州的冷湖鎮(zhèn),地理上是中國的腹地,鎮(zhèn)區(qū)海拔僅2700米,距賽什騰山臺(tái)址80公里,可以建設(shè)可靠的后勤保障和科研基地。冷湖觀測(cè)基地作為未來的大型天文臺(tái),具有良好的交通保障,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯。海西州政府提供的全面支持保證了選址工作及時(shí)啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行。2019年,青海省科技廳啟動(dòng)一個(gè)重大專項(xiàng)支持多波段選址工作,光學(xué)選址是項(xiàng)目的四個(gè)研究課題之一。

為最大限度發(fā)揮好冷湖臺(tái)址的科學(xué)效益,中國科學(xué)院將與青海省政府聯(lián)合,一方面盡快對(duì)臺(tái)址資源進(jìn)行保護(hù),避免燈光、粉塵、震動(dòng)等的影響;另一方面統(tǒng)一規(guī)劃和布局未來重大觀測(cè)設(shè)施的發(fā)展。中科院將與青海省一道,力促冷湖天文臺(tái)址的國際合作和開放,吸引國際領(lǐng)先的觀測(cè)設(shè)施落戶,使之成為國際光學(xué)天文研究的重要基地,使冷湖成為人類探索宇宙奧秘、培育原創(chuàng)性科學(xué)成果的重要策源地。(記者宋雅娟 蔡琳)

[ 責(zé)編:張夢(mèng)凡]

標(biāo)簽: 光學(xué) 觀測(cè) 哪里 青海