研究發(fā)現(xiàn)南極冰穹A為目前地面最佳光學天文觀測臺址
7月30日,國際期刊《自然》發(fā)布了中國科學院國家天文臺商朝暉研究團隊的一項重要成果。依托安裝于中國南極昆侖站的自主研制設(shè)備,研究團隊測量并獲得了極佳的夜間大氣視寧度,證明昆侖站所在的冰穹A地區(qū)的光學天文觀測條件優(yōu)于已知的其他任何地面臺址。這項研究成果確認了昆侖站有珍貴的天文觀測臺址資源,為我國進一步開展南極天文研究奠定了基礎(chǔ)。 視寧度表征大氣抖動對望遠鏡觀測星象造成的模糊程度。在視寧度好(數(shù)值。┑臈l件下,觀測恒星因為大氣湍流帶來的抖動比較小,所以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,一臺小口徑望遠鏡的觀測能力可以與其他地方的大望遠鏡相媲美。因此天文臺的選址至關(guān)重要,而視寧度是最重要的參數(shù)之一。 昆侖站所在的南極冰穹A地區(qū)的地理和大氣條件表明,大氣湍流主要在近地表的邊界層,邊界層之上的自由大氣非常穩(wěn)定,理論預(yù)計有很好的視寧度。這次的成果第一次用實測數(shù)據(jù)對冰穹A的視寧度進行了定量科學統(tǒng)計和評估,并進一步證明了冰穹A的大氣邊界層很低,有利于未來的天文臺工程建設(shè)和成本控制。 研究團隊自主研制了昆侖視寧度望遠鏡KL-DIMM,于2018年11月參加中國第35次南極科考,赴內(nèi)陸昆侖站,于2019年1月現(xiàn)場安裝調(diào)試成功后立即投入觀測,并實現(xiàn)無人值守的越冬長期全自動運行,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,最佳值達到0.13角秒,并且在離地面8米的高度,就有31%的時間可以獲得自由大氣視寧度;在離地面14米的高度,有近一半的時間可以獲得自由大氣視寧度。相比較而言,同在南極的冰穹C的邊界層高度中值在30米,比冰穹A難于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鏡集中在夏威夷和智利北部優(yōu)良的臺址上,視寧度一般在0.6-0.8角秒。冰穹A的天文觀測條件明顯優(yōu)于上述兩個地區(qū),有望成為優(yōu)秀的地面天文臺。 |