仰望星空,夜觀天象,哪里位置最佳?日前,國際頂級科學(xué)期刊《自然》發(fā)布的一項(xiàng)重大成果給出了最新答案:南極冰穹A!這里或是地球上夜間觀測恒星最清晰的地方。
這項(xiàng)由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)商朝暉研究團(tuán)隊(duì)完成的研究,依托安裝于中國南極昆侖站的自主研制設(shè)備,首次測量并獲得了極佳的夜間大氣視寧度,證明昆侖站所在冰穹A地區(qū)光學(xué)天文觀測條件優(yōu)于已知其他任何地面臺(tái)址,這為我國進(jìn)一步開展南極天文研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。
遙看浩渺宇宙,要想看得更清更遠(yuǎn),除了需要更專業(yè)觀測設(shè)備,天文臺(tái)選址也十分關(guān)鍵,其中視寧度是最重要的參數(shù)之一。視寧度是指大氣抖動(dòng)對望遠(yuǎn)鏡觀測星象造成的模糊程度。在視寧度好的條件下,觀測恒星時(shí),由大氣湍流帶來的抖動(dòng)比較小,照片上星象更加銳利清晰,對觀測暗弱的天體效率更高。在視寧度優(yōu)異的天文臺(tái),一臺(tái)小口徑望遠(yuǎn)鏡的觀測能力可以與大望遠(yuǎn)鏡相媲美。
“昆侖站所在南極冰穹A地區(qū)的地理與大氣條件表明,大氣湍流主要在近地表的邊界層,之上的自由大氣非常穩(wěn)定,有很好的視寧度。”向著未知奮進(jìn),研究團(tuán)隊(duì)自主研制了昆侖視寧度望遠(yuǎn)鏡KL-DIMM,于2018年11月份參加中國第35次南極科考,赴內(nèi)陸昆侖站,于2019年1月份現(xiàn)場安裝調(diào)試成功后,立即投入觀測,并實(shí)現(xiàn)無人值守,數(shù)個(gè)冬季長期全自動(dòng)運(yùn)行,獲取了珍貴的夜間視寧度測量數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)表明,自由大氣視寧度的中值只有0.31角秒,最佳值達(dá)到0.13角秒,且在離地面8米的高度就有31%的時(shí)間可以獲得自由大氣視寧度;在離地面14米的高度,有近一半時(shí)間可以獲得自由大氣視寧度。相比之下,同在南極的冰穹C邊界層高度中值在30米,較冰穹A難以獲得自由大氣視寧度。天文觀測對成像質(zhì)量要求極高,目前世界上最好的望遠(yuǎn)鏡集中在夏威夷和智利北部優(yōu)良的臺(tái)址上,視寧度一般在0.6角秒至0.8角秒。
“冰穹A的天文觀測條件明顯優(yōu)于上述兩個(gè)地區(qū),有望成為優(yōu)秀的地面天文臺(tái)。”商朝暉表示,本次成果第一次用實(shí)測數(shù)據(jù)對冰穹A的視寧度開展了定量科學(xué)統(tǒng)計(jì)與評估,并進(jìn)一步證明冰穹A的大氣邊界層很低,有利于未來天文臺(tái)工程建設(shè)與成本控制。
( 沈慧 )