南极|夜观天象，全球何处最佳？南极冰穹A！
仰望星空 ， 夜观天象 ， 哪里位置最佳？
北京时间2020年7月30日凌晨 ， 国际科学期刊《自然》发布的一项重大成果给出了最新答案：南极冰穹A！这里是地球上夜间观测恒星最清晰的地方 。
这项由中国科学院国家天文台商朝晖研究团队完成的研究 ， 依托安装于中国南极昆仑站的自主研制设备 ， 首次测量并获得了极佳的夜间大气视宁度 ， 证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址 。
这为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学的基础 。
图为南极昆仑站天文观测工作现场照片
正所谓工欲善其事 ， 必先利其器 。 遥看浩渺宇宙 ， 要想看得更清更远 ， 除了需要更专业的观测设备 ， 天文台的选址亦十分关键 ， 而视宁度便是最重要的参数之一 。
视宁度 ， 是指大气抖动对望远镜观测星象造成的模糊程度 。 在视宁度好（数值小）的条件下 ， 观测恒星因为大气湍流带来的抖动比较小 ， 所以照片上星象更加锐利清晰 ， 对观测暗弱的天体效率更高 。 在视宁度优异的天文台 ， 一台小口径望远镜的观测能力 ， 可以与其他地方的大望远镜相媲美 。
“昆仑站所在的南极冰穹A地区的地理和大气条件表明 ， 大气湍流主要在近地表的边界层 ， 而之上的自由大气非常稳定 ， 预计有很好的视宁度 。 ”
向着未知奋进 ， 研究团队自主研制了昆仑视宁度望远镜KL－DIMM ， 于2018年11月参加中国第35次南极科考 ， 赴内陆昆仑站 ， 于2019年1月现场安装调试成功后立即投入观测 ， 并实现无人值守 ， 越冬长期全自动运行 ， 获取 了珍贵的夜间视宁度测量数据 。
数据表明 ， 自由大气视宁度的中值只有0.31角秒 ， 最佳值达到0.13角秒 ， 并且在离地面8米的高度 ， 就有31％的时间可以获得自由大气视宁度；在离地面14米的高度 ， 有近一半的时间可以获得自由大气视宁度 。
相比较而言 ， 同在南极的冰穹C的边界层高度中值在30米 ， 比冰穹A难于获得自由大气视宁度 。 而天文观测对成像质量要求极高 ， 目前世界上最好的望远镜集中在夏威夷和智利北部优良的台址上 ， 视宁度一般在0.6－0.8角秒 。
“冰穹A的天文观测条件 ， 明显优于上述两个地区 ， 有望成为优秀的地面天文台 。 ”商朝晖表示 ， 这次的成果第一次用实测数据对冰穹A的视宁度进行了定量地科学统计和评估 ， 并进一步证明了冰穹A的大气边界层很低 ， 有利于未来的天文台工程建设和成本控制 。
【南极|夜观天象，全球何处最佳？南极冰穹A！】据了解 ，这项工作是基于KL－DIMM的数据 ， 与澳大利亚和加拿大科学家合作完成 。 本研究共包括9位作者 ， 参与单位包括国家天文台、天津师范大学、中国极地研究中心、澳大利亚新南威尔士大学、和加拿大不列颠哥伦比亚大学 。
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