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把天文台建到南极

2018-07-05 16:36 [苹果之家] 来源于:网络整理
导读:目前在中国大陆还找不到一个理想的天文台台址,而南极大陆为天文学提供了一个几乎可以媲美太空的观测环境,为天文观测提供了地球上其他地方无法比拟的大气透明度

目前在中国大陆还找不到一个理想的天文台台址。

作为中国南极天文中心主任的王力帆,特别期待2013年春天的到来。“我们迫切地等待明年春天把数据拿回来,然后进行挖掘。”2012年8月24日,他在第28届国际天文学会联合会的年会上作报告时说。报告结束后,南方周末记者问王力帆期待从数据中挖掘出什么,他回答道:“期望从里面能找到行星的候选体,希望会有不少于10颗。”

他所说的“行星的候选体”,指的是围绕太阳之外的其他恒星运行的“外星行星”(Exoplanet)。中国从来没有一架专门用于寻找外星行星的天文望远镜,直到首台南极巡天望远镜(AST3)的建立。这架望远镜自2012年3月15日投入运行,到5月8日为止,累计观测了746小时,拍摄了超过28000张照片,这期间仅有三天因为天气原因无法观测。观测超新星和外星行星是这架望远镜的两个主要任务。

由于距离遥远,观测数据的实时传输无法实现,所以望远镜拍摄照片后只能储存起来,等待雪龙号考察船一年一次的造访。科学家只有在这个时候有机会将数据全部取回。

事实上,南极巡天望远镜是一个阵列,由三部50厘米口径的光学望远镜组成。它们在南极洲的最高点——冰穹A——进行巡天观测。它们能够在一天的时间内把1500平方度的天区拍摄三次,也可以在一分钟里对4.2平方度的天区拍摄三次,前者适用于寻找超新星、活动星系核、黑洞、伽玛射线暴等目标,后者则适用于观测恒星和行星。“这样的巡天方式没有其他人可以做到。”王力帆在会上说。

中国之所以将天文台建到南极去,“最重要的原因是中国大陆上没有一个非常好的台址,”王力帆解释说,“国家天文台花了很多时间精力寻找中国本土上最好的天文台址,目前找的情况是在中国的西部可能有比较好的台址,有些结果看上去还不错,但是现在还没有完全确定。所以当国家海洋局的极地中心组织科考队在2005年到了南极冰穹A,天文学家首先觉得这是一个很激动人心的事,很快组织起来讨论这个事情。”

南极大陆为天文学提供了一个几乎可以媲美太空的观测环境。它为天文观测提供了地球上其他地方无法比拟的大气透明度和视宁度。一般说来,透明度大的大气,能见度也大;而视宁度取决于大气湍流的活动程度,空气越宁静,越没有流动,视宁度就越好,天文观测的目标也越清晰。

由于南极洲的水汽都被冻结成了冰雪,这最大程度减少了水蒸气对红外辐射的吸收,有助于红外望远镜的观测成像。极端的寒冷也大大减少了望远镜所发出的热,提高了红外观测的灵敏度。另外,南极还是地球上观测天空视角最大的地点,能极大地提高观测效率。

2008年,“中国之星”(CSTAR)在冰穹A建立了起来。它也是一个阵列,由4架14.5厘米口径的折反射式望远镜组成。2009年,中国在冰穹A建成了第一座内陆考察站昆仑站。首台南极巡天望远镜目前已经在运行中,计划中的另外两架也将陆续安装。根据计划,第二台望远镜预计在2013年底到2014年初安装,第三台望远镜预计在2014年底到2015年初安装。

中国南极天文台的下一步部署是在南极昆仑站安装一台2.5米口径的光学/红外望远镜和一台5米口径的太赫兹射电望远镜。中国南极天文台的主要科学目标是 “一黑(黑洞)、两暗(暗物质、暗能量)、三起源(宇宙起源、天体起源、生命起源)”,其中以暗物质、暗能量为代表的科学问题很可能改变人类对宇宙的根本认识。这台2.5米口径的昆仑暗宇宙巡天望远镜(KDUST)将主要用于宇宙学的研究,特别是暗能量性质的研究,也包括太阳系外行星的搜寻。

在过去20年里,南极的天文观测站为天体物理学的前沿研究作出了很大贡献,尤其是在宇宙微波背景辐射上。著名的例子是1998年底,美国毫米波段气球观天计划(Boomerang)利用漂浮在南极洲上方的气球作为载体,搭载望远镜拍摄到当时最为清晰的初期宇宙照片。这张照片帮助科学家认识到宇宙是平坦的。

在第28届国际天文学联合会大会上,世界各国天文学家对于南极天文学的讨论持续了整整一个星期。寒冷的南极洲已经成为天文学家建站的热点地区。

(编辑:www.adminbuy.cn)

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