專家解說南極冰穹A:地球上最好的天文觀測點之一

2020-11-24 中國新聞網

  中國將在南極冰蓋最高點——海拔4093米的冰穹A,建立自己的天文觀測站。兩位天文學者將於今年10月底,乘坐「雪龍」號科考船參加我國南極第24次科考,為在南極冰穹A建天文觀測站做前期工作。南極內陸氣候條件惡劣,最低氣溫曾到-83℃,是地球上最冷的地方之一。冰穹A只有0.5個大氣壓,空氣稀薄,含氧量很低,人很容易出現缺氧情況,在冬天更是難以生存。那麼我國為什麼選擇在南極建臺,意義何在?即將前往南極執行科考任務的天文學家朱鎮熹博士解答了這些問題。

  南極冰穹A是地球上最好的天文觀測地點之一

  朱博士對這次選址建臺的理由如數家珍:南極冰穹A是地球上最好的天文觀測地點之一。這樣的站址對望遠鏡的觀測效率的提高有極大的好處。第一,觀測時間長。每年有135天,即4個半月連續全黑夜,而且晴天時間高達90%以上,很容易實現四個半月的連續觀測而且達到相應的科學目標,即探測系外行星和測星震等。第二,觀測的大氣環境可以與太空媲美。南極冰穹A大氣稀薄、冷、乾燥、塵埃少,可以媲美太空環境,不只對毫米波望遠鏡,對紅外及光學波段望遠鏡都是地球上最佳的地面觀測站址。第三,風速小,大氣湍動少,視寧度極好,我國南極科考隊2005年1月設在冰穹A的自動氣象站測得的數據表明:冰穹A平均風速低於2米/秒,超過4米/秒的風的情況極少,適合放置大型望遠鏡陣進行光幹涉成像觀測等。第四,幹擾少。南極是地面上人工光源幹擾最少的地方。第五,南極是天空視角最大的地點,比地面其他地方都適合天文觀測,可以極大地提高觀測效率。

  是推進我國南極科考事業的歷史契機

  朱博士說:「在南極冰穹A建天文臺,這是歷史的機遇,不容錯過。掌握南極內陸冰蓋最高點的主動權,這是推進我國南極科考事業的歷史契機」。從科學考察價值看,南極一共有四個非常有地理價值的點:「極點」「冰點」「磁點」和「高點」,其中三個點已經被美國、法國、俄羅斯佔據——美國佔據「南極點」,建立了阿蒙森·斯科特站;法國、義大利了佔據「南極磁點」,建立了迪蒙·迪維爾站;俄羅斯(蘇聯時期)佔據「南極冰點」,建立了東方站;我國將在南極內陸冰蓋最高點——冰穹A,建站、建臺,佔據南極最後一個最有地理價值的點,這對於推動我國南極科考事業進一步發展具有極大的意義。冰穹A是個60公裡×15公裡的平臺,一眼望去,一馬平川。其高低起伏只有兩三米,正好可以擺放大型的望遠鏡陣。這麼優越的平臺,不排除國際上其他國家也擠進來在上面建站、測量的可能性,比如澳大利亞等國曾設想到冰穹A進行選址觀測。所以,我國必須儘量加快在南極冰穹A建臺的計劃,這是我國推進南極科考事業的歷史契機。

  「這同時也是我國進入國際天文研究前沿的一個契機。」目前,中國是第一個計劃在南極建天文臺的國家。由於天文學研究無利益衝突、花費巨大及其優良的國際合作傳統,天文研究是最具國際化傾向的基礎科學研究之一。世界上許多天文臺都不是單獨由一個國家建立起來的,而是由多個國家參與合作的。比如歐洲南方天文臺就是多個歐洲國家共同建在智利。我國目前在天文研究領域與國際先進水平相比,還存在一定的差距,主要原因是天文觀測設備落後。而今後的趨勢是,大型天文設備基本是國際合作項目。我們作為南極冰穹A的「地主」,在今後的大型天文觀測設備合作中將取得主動並起主導作用。其他國家如果在南極冰穹A上放置望遠鏡都要與中國協商、合作。

  提升我國在天文觀測上的國際地位

  說到國際合作,朱博士很興奮地說,由於南極冰穹A是地面上最佳的天文觀測站址之一,世界天文大國都將積極參與合作,而中國將以此為契機,提升我國在天文觀測上的國際地位,我們可以共享最新天文觀測數據,參與最前沿的天文觀測研究。目前國際上已有很多的國家提出並正在實施南極的天文望遠鏡計劃,如法國、西班牙和義大利等國均已提出了放置望遠鏡的計劃。歐洲南方天文臺近期已經組織隊伍,預研和準備南極的望遠鏡計劃。美國的國立光學天文臺、大學、研究機構,澳大利亞的天文臺和大學也積級主動與我們合作在冰穹A開展天文工作。這些都預示著,南極天文臺為中國天文界打開了一道通往世界科學前沿的大門,為我國天文界與國際天文界合作開展南極天文觀測開創了極好的機遇和條件。

  國際極地年期間的南極天文科考不僅推動國際南極天文熱潮,也將進一步推動我國南極科學考察事業的發展。我國將在地面上最佳的觀測點,通過國際合作,利用最先進的天文觀測設備,獲取最新的天文觀測數據,用於研究宇宙的起源、暗物質、暗能量等,用於探索人類生命的起源,尋找系外行星等。這是我國的天文工作者最興奮的原因之一。另外一方面,天文學一直是我國南極科考事業的重要領域之一,這次在南極冰穹A建天文臺,標誌著我國真正成為南極科考大國。朱博士解釋說:中國雖然在南極已經建了長城站和中山站,但都建在南極海邊;而南極科考大國的標誌是在南極內陸建站。我國在南極內陸冰蓋最高點首次建站,標誌我國也進入了南極科考大國行列。今年10月我國第24次南極科考的重要任務之一就是執行建臺任務,首先取得冰穹A作為天文觀測站址的第一手實測資料並積累南極天文觀測的經驗,以便儘快實施大型天文望遠鏡計劃。

  關於南極天文臺的建設計劃到底如何實施?朱博士說,快則幾年,慢則二三十年,在南極建天文臺並不是件簡單的事情,需要一步步地推進。我國已計劃國際極地年期間,即2007和2008冬季(南極的夏季),兩次派科考隊去冰穹A,在那兒先建夏季站。之後,再計劃建越冬站。只有建了夏季站、越冬站之後,下一步才可能建天文臺。天文臺建成的標誌是有較大型的望遠鏡。(王秋蓉)

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