新華網北京7月30日電(王瑩)記者從中國科學院國家天文臺獲悉,北京時間7月30日凌晨,國際科學期刊《自然》發布了國家天文臺商朝暉研究團隊的一項重要成果。依托安裝于中國南極昆侖站的自主研制設備,研究團隊首次測量并獲得了極佳的夜間大氣視寧度,證明昆侖站所在的冰穹A地區的光學天文觀測條件優于已知的其他任何地面臺址。這項研究成果確認了昆侖站有珍貴的天文觀測臺址資源,為我國進一步開展南極天文研究奠定了科學基礎。
科研人員介紹,在天文觀測中,天文臺的選址至關重要,其中,視寧度是最重要的參數之一。“視寧度表征大氣抖動對望遠鏡觀測星象造成的模糊程度。在視寧度好(數值小)的條件下,觀測恒星時,由于大氣湍流帶來的抖動比較小,所以照片上星象更加銳利清晰,對觀測暗弱的天體效率更高。在視寧度優異的天文臺,一臺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。”商朝暉告訴記者。
據了解,在以往的研究中,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,預計有很好的視寧度。研究團隊這次的成果第一次用實測數據對冰穹A的視寧度進行了定量科學統計和評估,并進一步證明了冰穹A的大氣邊界層很低,有利于未來的天文臺工程建設和成本控制。
此次研究成果的取得,離不開性能優越的望遠鏡。商朝暉介紹,研究團隊自主研制了適應極低溫下運行的昆侖視寧度望遠鏡KL-DIMM,于2018年11月參加中國第35次南極科考,赴內陸昆侖站。2019年1月,望遠鏡調試安裝成功投入觀測,并實現無人值守,越冬長期全自動運行,獲取了珍貴的夜間視寧度測量數據。
數據表明,該地區自由大氣視寧度的中值只有0.31角秒,最佳值達到0.13角秒,并且在離地面8米的高度,就有31%的時間可以獲得自由大氣視寧度;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寧度。“天文觀測對成像質量要求極高,目前世界上最好的望遠鏡集中在夏威夷和智利北部優良的臺址上,視寧度一般在0.6-0.8角秒。冰穹A的天文觀測條件,明顯優于上述兩個地區,有望成為優秀的地面天文臺。”商朝暉表示。
據了解,這項研究工作由中國與澳大利亞、加拿大科學家合作完成,9位論文作者分別來自中科院國家天文臺、天津師范大學、中國極地研究中心、澳大利亞新南威爾士大學和加拿大不列顛哥倫比亞大學。