我国首次测得南极冰穹A夜间大气视宁度

作者:记者 赵建东  来源:中国海洋报   发布时间:2019-04-17 15:34:07   [打印本页] [关闭窗口]

  本网讯 中国在南极冰穹A天文观测获得新成果。记者4月16日从国家天文台获悉,随着南极极夜逐渐降临,中科院国家天文台位于南极冰穹A昆仑站的视宁度测量望远镜(KL-DIMM)首次直接测量到了冰穹A的夜间大气视宁度,同时也证实了在地表8米的高度之上即有机会获得极佳的大气视宁度,数值小于0.3角秒。

  据悉,视宁度表征大气湍流造成望远镜成像抖动的模糊程度,是光学红外天文观测台址最重要的参数之一。视宁度数值越小,说明大气湍流越弱,成像的角分辨率越高,望远镜对暗弱天体的探测能力就越强。

  国家天文台研究员、南极天文团组首席科学家商朝晖介绍,在国家自然科学基金委的支持下,国家天文台南极天文研究团组开展了冰穹A光学天文的台址测量工作,研制了昆仑视宁度测量望远镜KL-DIMM。经过国内大量低温和野外测试后,我国第35次南极考察队昆仑队于2019年1月将两台望远镜安装在海拔4000多米的昆仑站,架设在为其定制的8米高的塔架上。自安装调试结束后,KL-DIMM即开始自动观测,已经获取了大量白天视宁度测量数据。结果表明,即使在白天,也有很多时间可以获得优异的自由大气视宁度;夜间视宁度的测量结果更为优异。这进一步证实了冰穹A可能是地面上最好的光学天文台址。目前,世界上视宁度最好的台址集中在夏威夷和智利,视宁度一般在0.6角秒。

  在KL-DIMM的研制中,有多项关键技术取得了重大突破。

  南极极端环境下,望远镜运转顺利是一个突破。冰穹A冬季最低气温可达-80℃,无人值守的望远镜电力和网络带宽都极为有限。科研人员改造了赤道仪及关键部件主动温控设计等,首次实现了小型赤道仪在冰穹A冬季的运行。

  更重要的是无人值守智能观测系统实现了观测规划、望远镜指向、图像获取和保存、数据处理、结果回传的全自动观测。由于KL-DIMM视场很小,现场恶劣的条件限制其安装调试精度,智能观测系统通过闭环跟踪、指向模型、利用寻星镜导星等一系列手段,实现了对目标的精确指向和跟踪,并保证了连续24小时不间断观测。该智能观测系统还有仪器状态监视和故障短信报警系统,基于项目组在南极巡天望远镜上积累的经验,也可以拓展应用于其他野外台站的自动望远镜。

  目前,两台KL-DIMM仍在持续自动观测,长期的监测数据将可以为最终确认冰穹A的天文观测资源和我国南极天文台大型望远镜的建设提供科学依据。

  此项目的合作单位包括天津师范大学、天津大学、南极天文中心和澳大利亚新南威尔士大学。南极现场的实施得到了中国第35次南极考察队、中国极地研究中心和极地考察办公室的大力支持。