中國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)科考船參加我國南極第24次科考,為在南極冰穹A建天文觀測站做前期工作。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題。
南極冰穹A是地球上最好的天文觀測地點(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地點(diǎn)之一。這樣的站址對(duì)望遠(yuǎn)鏡的觀測效率的提高有極大的好處。第一,觀測時(shí)間長。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)觀測而且達(dá)到相應(yīng)的科學(xué)目標(biāo),即探測系外行星和測星震等。第二,觀測的大氣環(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站址。第三,風(fēng)速小,大氣湍動(dòng)少,視寧度極好,我國南極科考隊(duì)2005年1月設(shè)在冰穹A的自動(dòng)氣象站測得的數(shù)據(jù)表明:冰穹A平均風(fēng)速低于2米/秒,超過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,可以極大地提高觀測效率。
是推進(jìn)我國南極科考事業(yè)的歷史契機(jī)
朱博士說:“在南極冰穹A建天文臺(tái),這是歷史的機(jī)遇,不容錯(cuò)過。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、法國、俄羅斯占據(jù)——美國占據(jù)“南極點(diǎn)”,建立了阿蒙森·斯科特站;法國、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),不排除國際上其他國家也擠進(jìn)來在上面建站、測量的可能性,比如澳大利亞等國曾設(shè)想到冰穹A進(jìn)行選址觀測。所以,我國必須盡量加快在南極冰穹A建臺(tái)的計(jì)劃,這是我國推進(jìn)南極科考事業(yè)的歷史契機(jī)。
“這同時(shí)也是我國進(jìn)入國際天文研究前沿的一個(gè)契機(jī)!蹦壳,中國是第一個(gè)計(jì)劃在南極建天文臺(tái)的國家。由于天文學(xué)研究無利益沖突、花費(fèi)巨大及其優(yōu)良的國際合作傳統(tǒng),天文研究是最具國際化傾向的基礎(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)國家建立起來的,而是由多個(gè)國家參與合作的。比如歐洲南方天文臺(tái)就是多個(gè)歐洲國家共同建在智利。我國目前在天文研究領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平相比,還存在一定的差距,主要原因是天文觀測設(shè)備落后。而今后的趨勢是,大型天文設(shè)備基本是國際合作項(xiàng)目。我們作為南極冰穹A的“地主”,在今后的大型天文觀測設(shè)備合作中將取得主動(dòng)并起主導(dǎo)作用。其他國家如果在南極冰穹A上放置望遠(yuǎn)鏡都要與中國協(xié)商、合作。
提升我國在天文觀測上的國際地位
說到國際合作,朱博士很興奮地說,由于南極冰穹A是地面上最佳的天文觀測站址之一,世界天文大國都將積極參與合作,而中國將以此為契機(jī),提升我國在天文觀測上的國際地位,我們可以共享最新天文觀測數(shù)據(jù),參與最前沿的天文觀測研究。目前國際上已有很多的國家提出并正在實(shí)施南極的天文望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃,如法國、西班牙和意大利等國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。美國的國立光學(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)為中國天文界打開了一道通往世界科學(xué)前沿的大門,為我國天文界與國際天文界合作開展南極天文觀測開創(chuàng)了極好的機(jī)遇和條件。
國際極地年期間的南極天文科考不僅推動(dòng)國際南極天文熱潮,也將進(jìn)一步推動(dòng)我國南極科學(xué)考察事業(yè)的發(fā)展。我國將在地面上最佳的觀測點(diǎn),通過國際合作,利用最先進(jìn)的天文觀測設(shè)備,獲取最新的天文觀測數(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)志著我國真正成為南極科考大國。朱博士解釋說:中國雖然在南極已經(jīng)建了長城站和中山站,但都建在南極海邊;而南極科考大國的標(biāo)志是在南極內(nèi)陸建站。我國在南極內(nèi)陸冰蓋最高點(diǎn)首次建站,標(biāo)志我國也進(jìn)入了南極科考大國行列。今年10月我國第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作為天文觀測站址的第一手實(shí)測資料并積累南極天文觀測的經(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,快則幾年,慢則二三十年,在南極建天文臺(tái)并不是件簡單的事情,需要一步步地推進(jìn)。我國已計(jì)劃國際極地年期間,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)