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【中國科學报】南极冰穹A是地面最佳光学天文观测台址

2020-07-30 中國科學报 丁佳
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南极工作现场 中國科學院国家天文台供图

  北京时间7月30日,《自然》发布了中國科學院国家天文台研究员商朝晖团队的一项最新成果。依托安装于中国南极昆仑站的自主研制设备,研究团队首次测量并获得了极佳的夜间大气视宁度,证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址。

  “天文台的選址至關重要,而視甯度是其中最重要的參數之一。”商朝晖說,視甯度可以表征大氣抖動對望遠鏡觀測星象造成的模糊程度,視甯度越好,照片上星象越銳利清晰,對暗弱天體的觀測效率越高,“在視甯度優異的天文台,一台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”。

  昆侖站所在的南極冰穹A地區的地理和大氣條件表明,大氣湍流主要在近地表的邊界層,而之上的自由大氣非常穩定,預計有很好的視甯度。這一成果首次用實測數據對冰穹A的視甯度進行了定量的科學統計和評估,並進一步證明了冰穹A的大氣邊界層很低,有利于未來天文台工程建設和成本控制。

  研究團隊自主研制了昆侖視甯度望遠鏡KL-DIMM,于2018年11月參加中國第35次南極科考,獲取了珍貴的夜間視甯度測量數據。數據表明,自由大氣視甯度的中值只有0.31角秒,最佳值達到0.13角秒,並且在離地面8米的高度,有31%的時間可以獲得自由大氣視甯度;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甯度。相比較而言,同在南極的冰穹C比冰穹A更難以獲得自由大氣視甯度。

  商朝晖認爲,目前世界上最好的望遠鏡集中在美國夏威夷和智利北部優良的台址上,而冰穹A的天文觀測條件明顯優于上述兩個地區,有望建成優秀的地面天文台。

  這項工作是研究團隊基于KL-DIMM的數據,與澳大利亞和加拿大科學家合作完成的。這項成果確認了昆侖站有珍貴的天文觀測台址資源,爲我國進一步開展南極天文研究奠定了科學基礎。

  相关論文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2489-0

  (原载于《中國科學报》 2020-07-30 第1版 要闻)
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