科学探索|记住冷湖,这里有欧亚大陆最澄澈的星空,以及中国天文学的未来( 二 )


科学探索|记住冷湖,这里有欧亚大陆最澄澈的星空,以及中国天文学的未来
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世界顶级台址
在选址团队到来之前,赛什腾山还是一座处女峰——未被人攀登过 。在 2019 年 7 月山路贯通之前,选址团队想上山顶,通常只能靠双腿攀登 。“哪有什么困难,困难都是等待去克服的,乐观一点 。”邓李才笑道 。后来为了进一步考察,他们使用了海西州政府的直升机在山顶搭建观测平台,设置科学仪器 。
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仅凭肉眼的直觉是远远无法作为选址依据的,他们在山顶架设的一批科学仪器可以检测气象、晴夜占比、天文大气总视宁度、天光背景,以及人们此前最担心的风沙(多种参数,以空气指数 PM10 为代表)等数据 。同时,他们用气象数据拟合了可靠的可沉降水汽指标等数据 。他们还专门建设了一个网站实时公开这些数据 。公开选址数据是为了工作的可信度,选址团队一直都欢迎学者自行分析评价,但用数据开展研究工作需征询选址团队的意见 。
自 2018 年 3 月以来,这些仪器几乎一刻不停地收集各项数据 。最终,选址团队将这些数据整理成论文,发表在最新一期《自然》杂志上。70% 的优质晴夜占比 ,0.75 的角秒的视宁度中位值,夜晚温度变化范围中位数也仅有 2.4 ℃,还有更多数据 。综合分析证明,这个天文台址是世界顶级的 。
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地球上最好的天文台址位于南极冰穹,特殊的地理位置决定了那里具有亚空间级别的观测条件,但随之而来的观测成本也是亚空间级的 。望远镜不断发展,除了口径在不断增加,在镜面后分析星光的仪器也愈发庞大,因此在空间和南极建设下一代大型望远镜是不现实的 。《自然》杂志的科学编辑比喻道:“你不能拿一个苹果和一个橘子进行比较,你应该拿一个苹果和另一个苹果进行对比 。”
除南极外,美国夏威夷的茂纳凯亚火山 (Mauna Kea)、 智利的帕瑞纳山 (Cerro Paranal) 等世界顶级的天文台址都位于西半球 。稍次一级的西班牙拉帕尔马岛 (La Palma) 位于西经 15 度,也非常接近西半球 。青海冷湖几乎是整个东半球最优质的天文台址,或者说,是整个欧亚大陆上最优秀的天文台址 。
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在东半球建设顶级望远镜具有重要意义,如果天文学家需要观测那些转瞬即逝的目标,那么望远镜就必须尽量均匀地分布在全球各地 。否则,在重要天体物理事件发生时,西半球可能处于白天,当前的顶级台址根本无从观测 。
壮美星空下的生存条件是严峻的,对植物如此,对人也是如此 。赛什腾山 4200 米到 4500 米之间的海拔的确比较危险,但好在冷湖大部分地区海拔在 3000 米以下,只是赛什腾山拔地而起,在短距离内提升了一千多米 。这样剧烈的高度变化一方面挡住了山下的风沙,另一方面给人员保障带来了极大的便利 。毕竟,不足 3000 米时的高原反应远没有 4000 多米的危险 。
星空下的未来
天文学家都热衷于大众科普,但他们的事业却不喜欢人们都聚集到天文台周围,因为随之而来的人造光源会让天文台的观测条件迅速恶化,就连当前世界顶级的天文台都难以幸免 。曾经主持 LAMOST 银河系巡天研究计划制定的邓李才对天文台址观测条件的恶化深有体会,但他对冷湖这方面的前景较为乐观 。