青海冷湖可比肩國(guó)際最佳天文臺(tái)址 全面優(yōu)于其他臺(tái)址

重大發(fā)現(xiàn)!我國(guó)青海冷湖是“仰望星空”的極佳地點(diǎn)。

8月18日，《自然》發(fā)布了我國(guó)科研人員一項(xiàng)關(guān)于天文觀測(cè)選址的重大科學(xué)進(jìn)展。在青海省地方政府支持下，中科院國(guó)家天文臺(tái)研究團(tuán)隊(duì)于2018年1月在青海冷湖地區(qū)開(kāi)啟天文觀測(cè)選址工作，克服高海拔高寒缺氧等重重困難，成功建成關(guān)鍵臺(tái)址參數(shù)測(cè)量平臺(tái)。經(jīng)過(guò)3年連續(xù)監(jiān)測(cè)，研究人員欣喜地發(fā)現(xiàn)，冷湖臺(tái)址的光學(xué)觀測(cè)條件全面優(yōu)于青藏高原其他選址點(diǎn)，完全可以與國(guó)際公認(rèn)的最佳天文臺(tái)址比肩。

“這一發(fā)現(xiàn)為我國(guó)光學(xué)天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機(jī)遇，也為國(guó)際光學(xué)天文發(fā)展提供了寶貴的戰(zhàn)略資源。”中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員鄧?yán)畈艔?qiáng)調(diào)。

選址監(jiān)測(cè)歷時(shí)3年

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，目前國(guó)際公認(rèn)的最佳臺(tái)址只有智利北部山區(qū)、美國(guó)夏威夷莫那卡亞峰及南極內(nèi)陸冰穹地區(qū)。

其中，擁有大面積極佳觀測(cè)臺(tái)址的智利將發(fā)展天文作為國(guó)策，使全世界68%的地基光學(xué)/紅外、高頻射電天文觀測(cè)設(shè)施都坐落于此，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(guó)天文界長(zhǎng)期高度重視光學(xué)天文選址工作，20世紀(jì)90年代開(kāi)始在我國(guó)西部地區(qū)部署選址工作。

2017年開(kāi)始，國(guó)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)，與海西州冷湖地方政府密切合作，在冷湖地區(qū)開(kāi)始天文臺(tái)址搜尋工作。

冷湖地區(qū)日照豐沛、降水極少、夜空晴朗，歷史記錄的天氣條件非常良好。“我們通過(guò)對(duì)冷湖賽什騰山區(qū)的實(shí)地考察，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。”鄧?yán)畈耪f(shuō)。

從2018年1月16日開(kāi)始，在地方政府的大力支持下，鄧?yán)畈艓ьI(lǐng)選址團(tuán)隊(duì)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，通過(guò)直升機(jī)吊運(yùn)，團(tuán)隊(duì)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)沒(méi)有路可以通達(dá)監(jiān)測(cè)地，我們不得不克服高海拔下的重重困難，冒著生命危險(xiǎn)，依靠人力背負(fù)各種儀器設(shè)施，攀登崇山峻嶺，才最終建成了所有測(cè)量關(guān)鍵臺(tái)址參數(shù)的平臺(tái)并開(kāi)始運(yùn)行。”鄧?yán)畈呕貞浀?，此后，為保障參?shù)測(cè)量的連續(xù)性，團(tuán)隊(duì)人員又?jǐn)?shù)十次冒險(xiǎn)攀登，對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和維護(hù)。

在全體成員的共同努力下，所有參數(shù)成功達(dá)到95%的連續(xù)覆蓋率。“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，我們獲得了對(duì)賽什騰山光學(xué)/紅外觀測(cè)條件的結(jié)論性數(shù)據(jù)。”鄧?yán)畈耪f(shuō)。

觀測(cè)條件全面優(yōu)于其他臺(tái)址

選址團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)細(xì)致統(tǒng)計(jì)分析顯示，冷湖賽什騰山C區(qū)的視寧度中值為0.75角秒。所謂視寧度，是指大氣湍流對(duì)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星象造成的模糊程度。視寧度越小，觀測(cè)恒星因?yàn)榇髿馔牧鲙?lái)的抖動(dòng)也就越小，相應(yīng)照片上的星象就更加銳利清晰，對(duì)暗弱天體的觀測(cè)效率也就越高。

“這個(gè)參數(shù)與國(guó)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。”鄧?yán)畈懦錆M自信。

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。冷湖賽什騰臺(tái)址的可沉降水汽是除南極大陸臺(tái)址外所有國(guó)際一流臺(tái)址中最為優(yōu)越的。

更重要的是，按可觀測(cè)時(shí)間和視寧度進(jìn)行綜合量化分析，冷湖賽什騰山的品質(zhì)優(yōu)于青藏高原其他選址點(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(guó)際一流臺(tái)址的發(fā)現(xiàn)打破了長(zhǎng)期制約我國(guó)光學(xué)天文觀測(cè)發(fā)展的瓶頸，不僅為我國(guó)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(guó)際光學(xué)天文發(fā)展的寶貴資源。”鄧?yán)畈耪f(shuō)道。

此外，冷湖在地理上是中國(guó)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(lái)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。

鄧?yán)畈疟硎?，為最大限度發(fā)揮好冷湖臺(tái)址的科學(xué)效益，未來(lái)中國(guó)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(lái)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(guó)際合作和開(kāi)放，吸引國(guó)際領(lǐng)先的觀測(cè)設(shè)施落戶，使之成為國(guó)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。(記者陸成寬張?zhí)N)

關(guān)鍵詞： 仰望星空 青海冷湖 國(guó)際最佳天文臺(tái)址 選址工作