南极冰穹A是地面最佳光学天文观测台址

仙仙

北京时间7月30日，《自然》发布了中国科学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。


“天文台的选址至关重要，而视宁度是其中最重要的参数之一。”商朝晖说，视宁度可以表征大气抖动对望远镜观测星象造成的模糊程度，视宁度越好，照片上星象越锐利清晰，对暗弱天体的观测效率越高，“在视宁度优异的天文台，一台小口径望远镜的观测能力可以与其他地方的大望远镜相媲美”。


昆仑站所在的南极冰穹A地区的地理和大气条件表明，大气湍流主要在近地表的边界层，而之上的自由大气非常稳定，预计有很好的视宁度。这一成果首次用实测数据对冰穹A的视宁度进行了定量的科学统计和评估，并进一步证明了冰穹A的大气边界层很低，有利于未来天文台工程建设和成本控制。


研究团队自主研制了昆仑视宁度望远镜KL-DIMM，于2018年11月参加中国第35次南极科考，获取了珍贵的夜间视宁度测量数据。数据表明，自由大气视宁度的中值只有0.31角秒，最佳值达到0.13角秒，并且在离地面8米的高度，有31%的时间可以获得自由大气视宁度；在离地面14米的高度，有近一半的时间可以获得自由大气视宁度。相比较而言，同在南极的冰穹C比冰穹A更难以获得自由大气视宁度。


商朝晖认为，目前世界上最好的望远镜集中在美国夏威夷和智利北部优良的台址上，而冰穹A的天文观测条件明显优于上述两个地区，有望建成优秀的地面天文台。


这项工作是研究团队基于KL-DIMM的数据，与澳大利亚和加拿大科学家合作完成的。这项成果确认了昆仑站有珍贵的天文观测台址资源，为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学基础。（记者丁佳）