科學家在青藏高原找到世界級天文臺址

坐落在青藏高原柴達木盆地的茫崖市冷湖鎮(zhèn)因奇特的雅丹地貌聞名于世。這里荒蕪干旱、地貌與火星地貌特征類似，有著廣袤深邃的荒涼之美。海拔高、人煙稀少、日照充沛、夜空晴朗，為天文觀測創(chuàng)造了絕佳的條件。

2021年七夕的銀河拱門，拍攝于施工中的賽什騰C點 圖片來源：洪文瀚

北京時間8月18日23時，頂級學術期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了來自中國科研團隊的一項研究成果，題為《青藏高原上的冷湖天文臺址》，認定冷湖鎮(zhèn)賽什騰地區(qū)為世界級天文臺址，觀測條件可比肩國際一流大型天文臺。

由2020年春分和秋分的全天相機夜間監(jiān)控照片合成的24小時星軌圖 圖片來源：澎湃新聞

在全球范圍內(nèi)，只有少數(shù)高質(zhì)量的天文臺址能夠滿足下一代大型設施的要求，且均分布在西半球。來自中國天文學家的這最新項研究彌補了東半球缺少優(yōu)良天文臺址的遺憾。

冷湖臺址地理位置 圖片來源：澎湃新聞

冷湖天文觀測基地坐落于冷湖鎮(zhèn)附近賽什騰山區(qū)域的一處峰頂，海拔4200多米，為我國光學天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機遇，也為國際光學天文發(fā)展提供了寶貴的資源。

尋找絕佳臺址

最佳臺址需要什么樣的條件？

國家天文臺首席研究員鄧李才說，從地面向空中觀測需要透過地球大氣，因此當?shù)赜性频奶鞖庖?、晴天要多，且晴天質(zhì)量要好，即視寧度好。星光穿過大氣到達人眼和設備，而大氣壓縮或者膨脹造成空氣混亂流動，光線經(jīng)過這些地方會發(fā)生彎折和抖動，所以大家經(jīng)常看到星星“眨眼睛”，“眨得越厲害，表示視寧度越差。

星空流轉：這是2019年7月27日夜（一般情況），全天監(jiān)控相機圖像制作的動畫 圖片來源：澎湃新聞

空氣中的塵埃，會產(chǎn)生大氣吸收或散射，因此當?shù)氐目諝獗仨毺貏e干凈。另外，天文臺地面到大氣頂部中的水汽含量要特別少。

沒有光污染的冷湖

光污染是全世界天文臺面臨的問題，走入天文學家視野中的冷湖，幾乎沒有光污染，夜晚的星空格外通透。

2017年，謀求轉型發(fā)展的地方干部主動找上了鄧李才，希望引進天文項目，海西州啟動將冷湖全域1.78萬平方公里全部設成暗夜保護區(qū)的計劃，冷湖在項目啟動之前就解決了光污染的問題。

冷湖地區(qū)日照時間長、降水極低、夜空晴朗，歷史記錄的天氣條件非常好。鄧李才說，賽什騰與其下方的柴達木盆地有1000米以上的高差，沙塵鮮有達到山頂?shù)那闆r。“即便是冷湖鎮(zhèn)區(qū)有沙塵暴發(fā)或經(jīng)過，一旦到了山頂，看到的天空仍是湛藍湛藍的?！?/p>

第一次實地踏勘賽什騰山頂峰，比后來建設的C點高300多米 圖片來源：澎湃新聞

“不眨眼”的星星

截至2020年底，研究團隊已經(jīng)積累了臺址三年的監(jiān)測數(shù)據(jù)。冷湖賽什騰山C區(qū)（4200米標高點）的視寧度中值為0.75角秒。這個參數(shù)與國際最佳臺址同期數(shù)據(jù)大致相同。

建設中的賽什騰C點的觀測設施 圖片來源：澎湃新聞

0.75角秒是什么概念？，研究人員介紹，一個圓是切成360份，每份是一度，把一度再切成3600份，其中一份是一個角秒。視寧度越小，觀測到的天體越穩(wěn)定。所以從這里看，星星是基本不閃爍的，對于天文觀測十分有利。

冷湖臺址和世界其他知名天文臺址參數(shù)比較

圖片來源：新京報

世界級天文觀測臺址

截至目前，從已經(jīng)建成和正在建設的規(guī)模來看，研究人員認為冷湖無疑已經(jīng)是“中國最大的天文臺?！备鼮橹匾氖牵兄暗谌龢O”之稱的青藏高原上是整個國際天文學界的向往之地，“在這里發(fā)現(xiàn)好的天文觀測臺址，是一個共同的愿望，而我們實現(xiàn)了這樣的愿望?！?/p>

賽什騰山建設工地沐浴在日落的余暉中，水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地，一望無際 圖片來源：鄧李才

2021年5月，青海省和清華大學簽署協(xié)議，將用7年左右的時間，在青海冷湖建設一架口徑6.5米的寬視場（光譜）巡天望遠鏡，并以此為基礎開展全方位的天文學研究。鄧李才透露，目前和冷湖簽署落地協(xié)議的望遠鏡項目多數(shù)已經(jīng)進入建設和設備安裝階段，望遠鏡數(shù)量達到30個（含一個陣列項目中的望遠鏡），屆時冷湖將成為中國甚至亞洲最大的天文臺。

“冷湖國際一流臺址的發(fā)現(xiàn)打破了長期制約我國光學天文觀測發(fā)展的瓶頸，為我國光學天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機遇。”鄧李才說，特別是冷湖所在的地理經(jīng)度區(qū)域內(nèi)，尚屬世界大型光學望遠鏡的空白區(qū)，而天文觀測常常需要時域、空域的接力觀測，因此，冷湖國際一流臺址也是國際光學天文發(fā)展的寶貴資源。

2020年4月13日，全天相機監(jiān)控照片的投影轉換，完整的銀河拱門與賽什騰主峰相互映襯 圖片來源：澎湃新聞

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來源：新京報 澎湃新聞 監(jiān)制：馬蓮 編輯：吳楠

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