8月18日，《自然》發(fā)布了我國科研人員一項關(guān)于天文觀測選址的重大科學進展。在青海省地方政府支持下，中科院國家天文臺研究團隊于2018年1月在青海冷湖地區(qū)開啟天文觀測選址工作，克服高海拔高寒缺氧等重重困難，成功建成關(guān)鍵臺址參數(shù)測量平臺。經(jīng)過3年連續(xù)監(jiān)測，研究人員欣喜地發(fā)現(xiàn)，冷湖臺址的光學觀測條件全面優(yōu)于青藏高原其他選址點，完全可以與國際公認的最佳天文臺址比肩。

“這一發(fā)現(xiàn)為我國光學天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機遇，也為國際光學天文發(fā)展提供了寶貴的戰(zhàn)略資源。”中科院國家天文臺研究員鄧李才強調(diào)。

選址監(jiān)測歷時3年

光學/紅外觀測臺址是極其寶貴的戰(zhàn)略性稀缺資源，目前國際公認的最佳臺址只有智利北部山區(qū)、美國夏威夷莫那卡亞峰及南極內(nèi)陸冰穹地區(qū)。

其中，擁有大面積極佳觀測臺址的智利將發(fā)展天文作為國策，使全世界68%的地基光學/紅外、高頻射電天文觀測設(shè)施都坐落于此，為智利贏得了前沿研究、尖端技術(shù)、社會經(jīng)濟等巨大的發(fā)展機遇和空間。

我國天文界長期高度重視光學天文選址工作，20世紀90年代開始在我國西部地區(qū)部署選址工作。

2017年開始，國家天文臺鄧李才研究團隊利用在青海執(zhí)行科研項目的機會，與海西州冷湖地方政府密切合作，在冷湖地區(qū)開始天文臺址搜尋工作。

冷湖地區(qū)日照豐沛、降水極少、夜空晴朗，歷史記錄的天氣條件非常良好。“我們通過對冷湖賽什騰山區(qū)的實地考察，確定在山區(qū)4200米海拔標高點(賽什騰C區(qū))進行定點選址。”鄧李才說。

從2018年1月16日開始，在地方政府的大力支持下，鄧李才帶領(lǐng)選址團隊正式對該地域的晴夜數(shù)量、晴夜背景亮度和氣象進行連續(xù)監(jiān)測。2018年5月，通過直升機吊運，團隊于賽什騰4200米標高監(jiān)測點初步建成基礎(chǔ)設(shè)施。

“當時，山區(qū)沒有路可以通達監(jiān)測地，我們不得不克服高海拔下的重重困難，冒著生命危險，依靠人力背負各種儀器設(shè)施，攀登崇山峻嶺，才最終建成了所有測量關(guān)鍵臺址參數(shù)的平臺并開始運行。”鄧李才回憶道，此后，為保障參數(shù)測量的連續(xù)性，團隊人員又數(shù)十次冒險攀登，對設(shè)備進行升級和維護。

在全體成員的共同努力下，所有參數(shù)成功達到95%的連續(xù)覆蓋率。“截至2020年底，主要臺址監(jiān)測數(shù)據(jù)累計達3個年度，我們獲得了對賽什騰山光學/紅外觀測條件的結(jié)論性數(shù)據(jù)。”鄧李才說。

觀測條件全面優(yōu)于其他臺址

選址團隊經(jīng)過細致統(tǒng)計分析顯示，冷湖賽什騰山C區(qū)的視寧度中值為0.75角秒。所謂視寧度，是指大氣湍流對望遠鏡觀測星象造成的模糊程度。視寧度越小，觀測恒星因為大氣湍流帶來的抖動也就越小，相應(yīng)照片上的星象就更加銳利清晰，對暗弱天體的觀測效率也就越高。

“這個參數(shù)與國際最佳臺址同期數(shù)據(jù)大致相同，全面優(yōu)于其他臺址。”鄧李才充滿自信。

同時，在紅外觀測條件上，對“物質(zhì)起源”和“生命起源”等極端科學目標而言，最重要的臺址指標是可沉降水汽。冷湖賽什騰臺址的可沉降水汽是除南極大陸臺址外所有國際一流臺址中最為優(yōu)越的。

更重要的是，按可觀測時間和視寧度進行綜合量化分析，冷湖賽什騰山的品質(zhì)優(yōu)于青藏高原其他選址點，與夏威夷莫那卡亞峰和智利各天文臺相比，基本持平。

“冷湖國際一流臺址的發(fā)現(xiàn)打破了長期制約我國光學天文觀測發(fā)展的瓶頸，不僅為我國光學天文發(fā)展創(chuàng)造了重大機遇，特別是冷湖所在的地理經(jīng)度區(qū)域內(nèi)，尚屬世界大型光學望遠鏡的空白區(qū)，而天文觀測常常需要時域、空域的接力觀測，因此，也是國際光學天文發(fā)展的寶貴資源。”鄧李才說道。

此外，冷湖在地理上是中國的腹地，鎮(zhèn)區(qū)海拔僅2700米，距賽什騰山臺址80公里，可以建設(shè)可靠的后勤保障和科研基地。冷湖觀測基地作為未來的大型天文臺，具有良好的交通保障，區(qū)位優(yōu)勢明顯。

鄧李才表示，為最大限度發(fā)揮好冷湖臺址的科學效益，未來中國科學院將與青海省政府聯(lián)合，一方面盡快對臺址資源進行保護，避免燈光、粉塵、震動等的影響;另一方面統(tǒng)一規(guī)劃和布局未來重大觀測設(shè)施的發(fā)展，中科院將與青海省一道，力促冷湖天文臺址的國際合作和開放，吸引國際領(lǐng)先的觀測設(shè)施落戶，使之成為國際光學天文研究的重要基地，使冷湖成為人類探索宇宙奧秘、培育原創(chuàng)性科學成果的重要策源地。(◎本報記者 陸成寬 張 蘊)