解讀南極冰穹Ａ：地球最佳天文觀測(cè)點(diǎn)之一
中國(guó)將在南極冰蓋最高點(diǎn)——海拔4093米的冰穹A，建立自己的天文觀測(cè)站。兩位天文學(xué)者將于今年10月底，乘坐“雪龍”號(hào)科考船參加我國(guó)南極第24次科考，為在南極冰穹A建天文觀測(cè)站做前期工作。南極內(nèi)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(gè)大氣壓，空氣稀薄，含氧量很低，人很容易出現(xiàn)缺氧情況，在冬天更是難以生存。那么我國(guó)為什么選擇在南極建臺(tái)，意義何在？即將前往南極執(zhí)行科考任務(wù)的天文學(xué)家朱鎮(zhèn)熹博士解答了這些問(wèn)題。
南極冰穹A是地球上最好的天文觀測(cè)地點(diǎn)之一
朱博士對(duì)這次選址建臺(tái)的理由如數(shù)家珍：南極冰穹A是地球上最好的天文觀測(cè)地點(diǎn)之一。這樣的站址對(duì)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效率的提高有極大的好處。第一，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)。每年有135天，即4個(gè)半月連續(xù)全黑夜，而且晴天時(shí)間高達(dá)90%以上，很容易實(shí)現(xiàn)四個(gè)半月的連續(xù)觀測(cè)而且達(dá)到相應(yīng)的科學(xué)目標(biāo)，即探測(cè)系外行星和測(cè)星震等。第二，觀測(cè)的大氣環(huán)境可以與太空媲美。南極冰穹A大氣稀薄、冷、干燥、塵埃少，可以媲美太空環(huán)境，不只對(duì)毫米波望遠(yuǎn)鏡，對(duì)紅外及光學(xué)波段望遠(yuǎn)鏡都是地球上最佳的地面觀測(cè)站址。第三，風(fēng)速小，大氣湍動(dòng)少，視寧度極好，我國(guó)南極科考隊(duì)2005年1月設(shè)在冰穹A的自動(dòng)氣象站測(cè)得的數(shù)據(jù)表明：冰穹A平均風(fēng)速低于2米/秒，超過(guò)4米/秒的風(fēng)的情況極少，適合放置大型望遠(yuǎn)鏡陣進(jìn)行光干涉成像觀測(cè)等。第四，干擾少。南極是地面上人工光源干擾最少的地方。第五，南極是天空視角最大的地點(diǎn)，比地面其他地方都適合天文觀測(cè)，可以極大地提高觀測(cè)效率。
是推進(jìn)我國(guó)南極科考事業(yè)的歷史契機(jī)
朱博士說(shuō)：“在南極冰穹A建天文臺(tái)，這是歷史的機(jī)遇，不容錯(cuò)過(guò)。掌握南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)的主動(dòng)權(quán)，這是推進(jìn)我國(guó)南極科考事業(yè)的歷史契機(jī)”。從科學(xué)考察價(jià)值看，南極一共有四個(gè)非常有地理價(jià)值的點(diǎn)：“極點(diǎn)”“冰點(diǎn)”“磁點(diǎn)”和“高點(diǎn)”，其中三個(gè)點(diǎn)已經(jīng)被美國(guó)、法國(guó)、俄羅斯占據(jù)——美國(guó)占據(jù)“南極點(diǎn)”，建立了阿蒙森·斯科特站；法國(guó)、意大利了占據(jù)“南極磁點(diǎn)”，建立了迪蒙·迪維爾站；俄羅斯(蘇聯(lián)時(shí)期)占據(jù)“南極冰點(diǎn)”，建立了東方站；我國(guó)將在南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)——冰穹A，建站、建臺(tái)，占據(jù)南極最后一個(gè)最有地理價(jià)值的點(diǎn)，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)南極科考事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展具有極大的意義。冰穹A是個(gè)60公里×15公里的平臺(tái)，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(yuǎn)鏡陣。這么優(yōu)越的平臺(tái)，不排除國(guó)際上其他國(guó)家也擠進(jìn)來(lái)在上面建站、測(cè)量的可能性，比如澳大利亞等國(guó)曾設(shè)想到冰穹A進(jìn)行選址觀測(cè)。所以，我國(guó)必須盡量加快在南極冰穹A建臺(tái)的計(jì)劃，這是我國(guó)推進(jìn)南極科考事業(yè)的歷史契機(jī)。
“這同時(shí)也是我國(guó)進(jìn)入國(guó)際天文研究前沿的一個(gè)契機(jī)?！蹦壳?，中國(guó)是第一個(gè)計(jì)劃在南極建天文臺(tái)的國(guó)家。由于天文學(xué)研究無(wú)利益沖突、花費(fèi)巨大及其優(yōu)良的國(guó)際合作傳統(tǒng)，天文研究是最具國(guó)際化傾向的基礎(chǔ)科學(xué)研究之一。世界上許多天文臺(tái)都不是單獨(dú)由一個(gè)國(guó)家建立起來(lái)的，而是由多個(gè)國(guó)家參與合作的。比如歐洲南方天文臺(tái)就是多個(gè)歐洲國(guó)家共同建在智利。我國(guó)目前在天文研究領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平相比，還存在一定的差距，主要原因是天文觀測(cè)設(shè)備落后。而今后的趨勢(shì)是，大型天文設(shè)備基本是國(guó)際合作項(xiàng)目。我們作為南極冰穹A的“地主”，在今后的大型天文觀測(cè)設(shè)備合作中將取得主動(dòng)并起主導(dǎo)作用。其他國(guó)家如果在南極冰穹A上放置望遠(yuǎn)鏡都要與中國(guó)協(xié)商、合作。
提升我國(guó)在天文觀測(cè)上的國(guó)際地位
說(shuō)到國(guó)際合作，朱博士很興奮地說(shuō)，由于南極冰穹A是地面上最佳的天文觀測(cè)站址之一，世界天文大國(guó)都將積極參與合作，而中國(guó)將以此為契機(jī)，提升我國(guó)在天文觀測(cè)上的國(guó)際地位，我們可以共享最新天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，參與最前沿的天文觀測(cè)研究。目前國(guó)際上已有很多的國(guó)家提出并正在實(shí)施南極的天文望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃，如法國(guó)、西班牙和意大利等國(guó)均已提出了放置望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃。歐洲南方天文臺(tái)近期已經(jīng)組織隊(duì)伍，預(yù)研和準(zhǔn)備南極的望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃。美國(guó)的國(guó)立光學(xué)天文臺(tái)、大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)，澳大利亞的天文臺(tái)和大學(xué)也積級(jí)主動(dòng)與我們合作在冰穹A開展天文工作。這些都預(yù)示著，南極天文臺(tái)為中國(guó)天文界打開了一道通往世界科學(xué)前沿的大門，為我國(guó)天文界與國(guó)際天文界合作開展南極天文觀測(cè)開創(chuàng)了極好的機(jī)遇和條件。
國(guó)際極地年期間的南極天文科考不僅推動(dòng)國(guó)際南極天文熱潮，也將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)南極科學(xué)考察事業(yè)的發(fā)展。我國(guó)將在地面上最佳的觀測(cè)點(diǎn)，通過(guò)國(guó)際合作，利用最先進(jìn)的天文觀測(cè)設(shè)備，獲取最新的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)，用于研究宇宙的起源、暗物質(zhì)、暗能量等，用于探索人類生命的起源，尋找系外行星等。這是我國(guó)的天文工作者最興奮的原因之一。另外一方面，天文學(xué)一直是我國(guó)南極科考事業(yè)的重要領(lǐng)域之一，這次在南極冰穹A建天文臺(tái)，標(biāo)志著我國(guó)真正成為南極科考大國(guó)。朱博士解釋說(shuō)：中國(guó)雖然在南極已經(jīng)建了長(zhǎng)城站和中山站，但都建在南極海邊；而南極科考大國(guó)的標(biāo)志是在南極內(nèi)陸建站。我國(guó)在南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)首次建站，標(biāo)志我國(guó)也進(jìn)入了南極科考大國(guó)行列。今年10月我國(guó)第24次南極科考的重要任務(wù)之一就是執(zhí)行建臺(tái)任務(wù)，首先取得冰穹A作為天文觀測(cè)站址的第一手實(shí)測(cè)資料并積累南極天文觀測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，以便盡快實(shí)施大型天文望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃。
關(guān)于南極天文臺(tái)的建設(shè)計(jì)劃到底如何實(shí)施？朱博士說(shuō)，快則幾年，慢則二三十年，在南極建天文臺(tái)并不是件簡(jiǎn)單的事情，需要一步步地推進(jìn)。我國(guó)已計(jì)劃國(guó)際極地年期間，即2007和2008冬季(南極的夏季)，兩次派科考隊(duì)去冰穹A，在那兒先建夏季站。之后，再計(jì)劃建越冬站。只有建了夏季站、越冬站之后，下一步才可能建天文臺(tái)。天文臺(tái)建成的標(biāo)志是有較大型的望遠(yuǎn)鏡。(王秋蓉/中國(guó)海洋報(bào))
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