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冷湖|星窥青海湾

环球UG官网 科技 2021-08-19 09:10:45 28 0

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北京时间8月18日,国际科学期刊《自然》宣布了中国科学院国家天文台邓李才研究团队的一项重大科学希望。在青海省地方 *** 支持下,研究团队自2018年1月启动青海冷湖区域的天文选址事情。研究团队战胜野外高海拔等重重难题,建成所有要害台址参数的丈量平台,经由3年延续监测数据显示,冷湖台址的光学观察条件比肩国际一流大型天文台。这一发现为我国光学天文生长缔造了重大时机,也为国际光学天文生长提供了名贵的战略资源。

那边觅星光?选台址可能是天文领域中最艰辛的事情之一。都会快速生长,灯光污染、空气污染等都对天文观察造成影响,天文学家也将眼光投向了条件更好的西部。2003年,国家天文台部署启动了重大科研设计――中国西部天文战略选址,针对我国西部区域潜在的优良天文台址举行考察和选择。

除去对地形、地质、运行支持等天文选址需要考察的内容外,台址选择还需思量诸多天文观察的相关影响因素,包罗晴夜数、视宁度、气象条件等……我国现代夜天文光学观察台址生长至今,诸多优异台址破土动工,新的中大型望远镜即将落户!

日落赛什腾山。

为什么偏偏是冷湖?

青海,冷湖,赛什腾山,最高海拔4576米,此地不仅苦寒,而且干旱少雨、日照强烈。然而,越是这样的环境,越有可能成为观察天文学家的心仪之地。

相宜设置光学天文台的地方被业界称为台址,需要多个指标的考量,好比晴夜数、天光靠山亮度、视宁度,另有一些气象细节的要求,好比风力、颗粒物、水汽等指标。铺开包罗这些信息的多维度中国的舆图,可以发现一个显而易见的事实,知足光害少、晴夜多、视宁度好的区域,大多漫衍在 *** 、青海、新疆南部、云南北部、川西一带。传统看法以为,我国最适合架设大型光学望远镜的区域位于青藏高原严寒干旱的高原山地、新疆帕米尔高原和横断山区。然而位于青藏高原北沿的冷湖,却给了天文学家一个意外的惊喜。

无人区中央的冷湖,曾经由于石油大开发成为资源型区域。随着石油资源枯竭和常驻人口的流失,冷湖处在了历史的转折点。冷湖 *** 设计行使冷湖的星空资源生长文旅产业,实现产业转型和可连续性生长。于是专程找到那时在德令哈事情的国家天文台找邓李才研究员商谈在冷湖地域开展光学台址的寻址的可能性。天文学界对台址的需求和地方生长的需求不约而同。

金色的斜阳,赛什腾山又迎来一个晴朗的夜晚。

赛什腾山,与狼共舞

现代天文台所在之处,大多人迹罕至,实在相比于许多野外台站,位于冷湖的赛什腾山虽然险要,但修建蹊径可实现优越的可达性。同时,冷湖与敦煌相距仅250千米,职员往来和运输成本低可控,这也是优良台址的要素之一。

最初的勘察就是人与自然的故事。在直升飞机脱离之后,只能靠人力,那时没有到山顶选址点的路径,第一次只能沿着山脊往上爬,极其危险。冷湖地方 *** 的田才让和邓先生的专门徒步爬山,在蛮荒中标定蹊径,为后续的爬山作业提供些许平安保障。高原缺氧,陡峭,积雪,山体外面风化的碎石,严寒……都为攀爬带来的伟大的难度,每走一步都是跟自身极限的博弈。我是项目组爬山最多的一个,感受良多。相比之下,在4000多米、零下20多度的山顶安装装备、调试机械和执行观察义务这些貌似辛勤的活都变得不是个事儿。

在早期勘察事情时,由于山上没有路,许多装备只能靠人力背负上山在爬山时,这帮天文学家,一个个都酿成了重装野外探险家。

作者在山顶举行手艺维护。

顶着严寒网络数据,苦中作乐。

晴夜,星空的平静

通过监测我们发现赛什腾C点的气温在-25至15摄氏度之间,空气干燥,风速的中值4.1米/秒。大风会影响观察装备的稳固性,而相对较低的风速可以保证光学望远镜的正常事情时间。天光靠山是权衡一个光学台址质量利害的要害因素之一,靠山越暗,望远镜才气发现更暗弱天体,若是天光靠山太亮,那么就无法完全施展出望远镜的观察能力。经由耐久监测我们发现赛什腾山在无月夜天光靠山亮度(SQM星等值)暗于22.3,即不存在人造光源污染,靠近了地面天光靠山的理论极限。

同时由于赛什腾山地处无人区,最近的冷湖镇直线距离也有40千米,常驻住民堪堪过百,完全不存在都会生长导致的天光靠山亮化的风险。我们对台址地从2018年4月至2021年6月23日的天光靠山举行了连续观察纪录,并对夜间晴朗时间加以统计,统计效果显示靠近83%的时间为可观察时间,足以保证未来的大科学装置的连续高效运行。

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视宁度是光学天文观察中极其主要的一个指标,反映了望远镜中星象的锐度。住手2020年12月31日,361258次及格的采样效果出来了:视宁度统计中值为0.75″!我们可以对比下,天下公认的最佳大型天文台包罗南美洲阿塔卡马沙漠区域、夏威夷大岛和西班牙的拉帕尔马岛视宁度为0.6-0.8角秒,地球上最优的台址地在南极洲,极端视宁度中位数达0.3角秒。而一样平常光学天文台的视宁度都比1角秒还要差。

得知冷湖的选址效果,海内望远镜建设的专家看到这些数据颇为兴奋。85岁高龄的苏定强院士坚持前往冷湖,要亲眼看看视宁度是否像丈量的那般优良。那天晚上,赛什腾山上架起了30厘米口径的视宁度监测望远镜。助手们没有安装数字后端,而是为苏院士专门配上了目视用的目镜。目镜中,土星环锐利、星像稳固,6个衍射环清晰可见。苏院士感概:巡天不愁矣!

已建成的圆顶,夜空中斗转星移。

开门宴来宾

台址参数的优势,尤其是卓越的视宁度,让冷湖观察站名声在外。很快,1.8米大口径行星望远镜TINTIN就确定落户于此。有了赛什腾山上优良视宁度的加持,这种专用于高分辨成像的望远镜有了用武之地。行使星冕仪装置,可以对行星以及卫星的大气流动结构举行监测,还可以获得行星大气环境的观察效果。

已建成的50BiN望远镜

早在十余年前,西华师范大学的50厘米双筒望远镜网络(50BiN)就落户青海,其主要的科学目的是恒星的时域问题研究,将开展双星、恒星流动、系外行星征采等天体物理前沿课题研究。

另一台早已落户青海的SONG望远镜是全球联测望远镜之一,拥有1米口径的高分辨率光谱望远镜,通过丈量视向速率准确丈量举行星震学研究。

现在,“中国科学手艺大学―紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜WFST”基建工程已经在冷湖天文观察基地正式开工,建成后将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测装备,预期可以在时域天文、外太阳系天体征采、银河系结构和近场宇宙学等领域取得突破性功效。

清华大学即将建设的宽视场光谱巡天望远镜(MUST) 是一架设计6 . 5 米口径的望远镜。配合未来的全波段巡天装备,MUST有望在暗能量演化、星系宇宙学、引力波宇宙学等偏向取得突破,使我国在地基天文观察和相关手艺领域到达国际一流或领先水平。

不久前邓李才先生出差回来,一见到组里的同事就难掩兴奋:“你知道昨晚冷湖的视宁度若干吗?0.34角秒!这回我可是亲眼看到的!”这是一个靠近了半米口径望远镜衍射极限的数字。对于邓李才先生和我的同事们来说,现在倒是有一件颇为头疼的事情,那就是望远镜来的太多怎么办,若是以后另有更大的装置来山上该怎么办?若何设计,才气将这一台址的优势,施展到最大化呢?愿苍天庇佑冷湖赛什腾山!你事实能以若何的胸怀,来迎接慕名星空而来探索宇宙的客人们呢?

星轨、繁星与银河,赛什腾山的夜空即将展现若干宇宙隐秘?

作者・简介

杨帆,国家天文台助理研究员。恒星与恒星系统研究团组成员。在介入选址事情之前从事行使lamost光谱数据研究银河系结构的相关事情。

轮值主编:谭宝林

责编:紫晓、袁凤芳

编辑:赵宇豪、柒柒

天文科普期刊

《中国国家天文》杂志

2021年7月纸刊

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