全球观星最清晰的地点被发现！中国科学家在南极“冰穹A”首次测量 结果太惊艳

在位于南极洲中心的天文台，你可以欣赏到世界上最清晰的夜空景色。

研究人员7月29日在《自然》杂志上在线报道说，如果将光学望远镜建在南极高原中部几层楼高的塔上，那么它可以分辨出那些比平时可观测的对象要小一半的天体们的特征。天文台可以凝视边界层上方，从而获得如此清晰的视觉效果——这是造成大部分波状空气混淆望远镜图像的原因。

地球边界层的厚度在全球范围内都不同。在赤道附近，它的厚度可能达到数百米，从而限制了加那利群岛和夏威夷等地光学望远镜的视线。这些望远镜通常无法识别出小于0.6-0.8弧秒的天体特征。

“但是在南极洲，边界层确实很薄，”中国科学院北京天文学家马斌团队（Bin Ma）表示，“因此可以在上面放望远镜。”

马斌和同事从南极东部高原最高冰穹——“冰穹A”（Dome A）进行了夜间大气模糊的首次测量。2019年4月至2019年8月，中国昆仑研究站一座8米高的塔楼上的仪器跟踪了地球大气湍流的变化扭曲的传入星光。附近的气象站还监视了大气条件，例如温度和风速。研究人员利用这些观测资料描述了Dome A上的边界层及其对望远镜观测的影响。

边界层平均约14米厚。结果，只有大约三分之一的时间，在8米高的塔顶的光传感器完全没有出现边界层模糊。但是，当这些仪器位于该层上方时，大气干扰非常低，以至于望远镜可以平均捕捉到0.31弧秒的天空细节。最佳记录的大气条件将使望远镜看到的特征小至0.13弧秒。

“高海拔、低温、长期持续的黑暗和异常稳定的大气的结合，使南极洲Dome A成为光学和红外天文学非常吸引人的地方。在那里搭设望远镜，将捕捉到有更清晰的图像，并可以探测到较暗的物体。”不列颠哥伦比亚大学天文学家保罗·希克森（Paul Hickson）表示。

慕尼黑欧洲南方天文台的应用物理学家马克·萨拉赞（Marc Sarazin）评论称，这是“在智利或夏威夷的莫纳克亚山上几乎难以实现的目标”。

地基天文学的最大挑战之一是克服大气湍流对望远镜图像质量的影响。这种湍流使恒星闪烁，，对其影响的度量被称为“视宁度”。因此湍流越少（可见数越低）越好——南极高原的大气湍流较弱，因此视宁度更好。

研究人员在南极高原另一处边界C的边界层上方发现了类似的出色可见性。但是该处边界层的厚度约为30米，这使得在其上方建造天文台更加困难。 

马斌团队称，计划在昆仑15米高的塔楼上建造的光学望远镜，可以利用Dome A在边界层上方的恒星美景。这种清晰的望远镜图像可以帮助天文学家研究从太阳系天体到遥远星系的一系列天体。

同时，由于冰穹A上方的边界层较薄，在该位置建造望远镜的难度也更小。不过作者也指出，只有解决霜冻问题，才有可能真正在冰穹A选址建造望远镜。

上述研究是由来自中国、澳大利亚和不列颠哥伦比亚大学（UBC）的国际团队开展得出的。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.sciencenews.org/article/antarctic-ice-dome-world-clearest-views-night-sky-milky-way

https://phys.org/news/2020-07-astronomers-earth-telescope-high-frigid.html

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2489-0