冷湖台址!中國團隊頂刊發文:在青藏高原找到世界級天文台址

2021年08月18日23:00

原標題:冷湖台址!中國團隊頂刊發文:在青藏高原找到世界級天文台址

在全球範圍內,只有少數高質量的天文台址能夠滿足下一代大型設施的要求,且均分佈在西半球。來自中國天文學家的最新一項研究彌補了東半球缺少優良天文台址的遺憾。

作者群像。中間是一幅全天相機圖像,圖右上側可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團隊供圖
作者群像。中間是一幅全天相機圖像,圖右上側可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團隊供圖
作者群像。中間是一幅全天相機圖像,圖右上側可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團隊供圖
作者群像。中間是一幅全天相機圖像,圖右上側可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團隊供圖
研究團隊在青藏高原尋覓到一個新的潛在天文觀測點——冷湖天文觀測基地。該台址坐落於冷湖鎮附近賽什騰山區域的一處峰頂,海拔4200多米,可以和夏威夷莫納克亞(Mauna Kea)這樣舉世公認的最佳天文台址比肩。

冷湖台址地理位置。

“綜合來看,這是一個世界級的天文觀測台址。”論文通訊作者之一、同時也是第一作者的鄧李才在接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者採訪時篤定地表示。

鄧李才1993年在意大利國際高等研究院獲理學博士學位,1994年在意大利帕多瓦天文台、1995年至1997年在國家天文台(原北京天文台)進行博士後訓練,1997年入選中科院百人計劃,1998年起任北京天文台研究員。1999年至今,鄧李才任國家天文台創新團組首席研究員。曾任國家重大科學工程項目LAMOST銀河系結構巡天科學工作組組長,負責組織LAMOST銀河系恒星巡天的科學計劃工作。

冷湖台址和世界其他知名天文台址參數比較。

這項研究的數據覆蓋2018年至2020年的整整3年時間。監測數據顯示,冷湖台址的優質晴夜時間佔比為70%,略低於Mauna Kea(76%)、Cerro Paranal(71%)、La Palma(84%)這三個站點。關鍵參數視寧度的中位值是0.75角秒(1度=60角分=3600角秒),大約75%的數據低於1角秒。值得驕傲的是,冷湖與世界上其他已知最佳觀測點的總視寧度對比仍有著優勢。相較而言,冷湖的視寧度中值與Mauna Kea相同,均為0.75角秒,而比Cerro Paranal(0.80角秒)和La Palma(0.76角秒)的視寧度中值則要更好。

研究團隊認為,視寧度和晴夜質量俱佳,是考慮未來潛在觀測點時的關鍵。為了定量評價冷湖觀測點的質量,他們根據每晚連續可用觀測時間(cAOT)的長度和DIMM視寧度的中位數定義了觀測點質量矩陣。這也被鄧李才形容為是專門發明了一個天文台的打分系統。

在這套打分系統下,冷湖台址得分為65%,和得分均為66%的Cerro Paranal(1999-2012)、La Silla(2000-2008)的相當,其中使用的數據均為公開可獲得。“基於這個原因,正如論文中提到,我們敢判斷說冷湖台址是一個國際水平的台址。”

賽什騰山建設工地沐浴在日落的餘暉中,水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地,一望無際。研究團隊供圖
賽什騰山建設工地沐浴在日落的餘暉中,水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地,一望無際。研究團隊供圖

在其他數據方面顯示,冷湖台址夜間可沉降水汽柱密度在2毫米以下的時間佔比(55%)優於Mauna Kea(54%),遠優於智利和其它地區的大型光學天文台。溫度方面,實際測量顯示,夜間台址點氣溫起伏(峰穀差)中位值僅為2.4度,這意味著地面層的大氣非常穩定。該區域的風以西北方向為主導,風速的中位值為4.5米/秒。

值得一提的是,2020年12月20日晚,首台到達冷湖賽什騰觀測基地的科學級望遠鏡50Bin成功實現科學觀測,得到的第一幅圖像測量顯示,星象的半高全寬是0.68角秒,與選址設備DIMM給出的視寧度測量值高度一致。鄧李才稱之為“賽什騰的第一縷光”。

截至目前,從已經建成和正在建設的規模來看,鄧李才認為冷湖無疑已經是“中國最大的天文台。”更為重要的是,有著“第三極”之稱的青藏高原上是整個國際天文學界的嚮往之地,“在這裏發現好的天文觀測台址,是一個共同的願望,而我們實現了這樣的願望。”

“目前,能達到下一代望遠鏡建造和運行要求的優良天文觀測台址都在西半球,冷湖補上了東半球的缺失,這樣就可以形成一個24小的監測網絡,這是對全世界天文學界的貢獻。”鄧李才表示。

賽什騰山建設工地沐浴在日落的餘暉中,水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地,一望無際。研究團隊供圖
賽什騰山建設工地沐浴在日落的餘暉中,水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地,一望無際。研究團隊供圖

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03711-z

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