在全球范圍內(nèi)，只有少數(shù)高質(zhì)量的天文臺址能夠滿足下一代大型設(shè)施的要求，且均分布在西半球。來自中國天文學(xué)家的最新一項研究彌補了東半球缺少優(yōu)良天文臺址的遺憾。

北京時間8月18日23時，頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表了由中科院國家天文臺、中國科學(xué)院大學(xué)、西華師范大學(xué)、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、中科院紫金山天文臺青海觀測站等團隊的研究人員聯(lián)合完成的一項研究，題為“Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site”。

作者群像。中間是一幅全天相機圖像，圖右上側(cè)可以看到2020年最亮的彗星NEOWISE/F3。研究團隊供圖

研究團隊在青藏高原尋覓到一個新的潛在天文觀測點——冷湖天文觀測基地。該臺址坐落于冷湖鎮(zhèn)附近賽什騰山區(qū)域的一處峰頂，海拔4200多米，可以和夏威夷莫納克亞（Mauna Kea）這樣舉世公認(rèn)的最佳天文臺址比肩。

冷湖臺址地理位置。

 “綜合來看，這是一個世界級的天文觀測臺址?！闭撐耐ㄓ嵶髡咧弧⑼瑫r也是第一作者的鄧?yán)畈旁诮邮芘炫刃侣劊╳ww.loaarchitects.com.cn）記者采訪時篤定地表示。

鄧?yán)畈?993年在意大利國際高等研究院獲理學(xué)博士學(xué)位，1994年在意大利帕多瓦天文臺、1995年至1997年在國家天文臺（原北京天文臺）進行博士后訓(xùn)練，1997年入選中科院百人計劃，1998年起任北京天文臺研究員。1999年至今，鄧?yán)畈湃螄姨煳呐_創(chuàng)新團組首席研究員。曾任國家重大科學(xué)工程項目LAMOST銀河系結(jié)構(gòu)巡天科學(xué)工作組組長，負(fù)責(zé)組織LAMOST銀河系恒星巡天的科學(xué)計劃工作。

冷湖臺址和世界其他知名天文臺址參數(shù)比較。

這項研究的數(shù)據(jù)覆蓋2018年至2020年的整整3年時間。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，冷湖臺址的優(yōu)質(zhì)晴夜時間占比為70%，略低于Mauna Kea（76%）、Cerro Paranal（71%）、La Palma（84%）這三個站點。關(guān)鍵參數(shù)視寧度的中位值是0.75角秒（1度=60角分=3600角秒），大約75%的數(shù)據(jù)低于1角秒。值得驕傲的是，冷湖與世界上其他已知最佳觀測點的總視寧度對比仍有著優(yōu)勢。相較而言，冷湖的視寧度中值與Mauna Kea相同，均為0.75角秒，而比Cerro Paranal（0.80角秒）和La Palma（0.76角秒）的視寧度中值則要更好。

研究團隊認(rèn)為，視寧度和晴夜質(zhì)量俱佳，是考慮未來潛在觀測點時的關(guān)鍵。為了定量評價冷湖觀測點的質(zhì)量，他們根據(jù)每晚連續(xù)可用觀測時間(cAOT)的長度和DIMM視寧度的中位數(shù)定義了觀測點質(zhì)量矩陣。這也被鄧?yán)畈判稳轂槭菍ｉT發(fā)明了一個天文臺的打分系統(tǒng)。

在這套打分系統(tǒng)下，冷湖臺址得分為65%，和得分均為66%的Cerro Paranal(1999-2012)、La Silla(2000-2008)的相當(dāng)，其中使用的數(shù)據(jù)均為公開可獲得?！盎谶@個原因，正如論文中提到，我們敢判斷說冷湖臺址是一個國際水平的臺址。”

在其他數(shù)據(jù)方面顯示，冷湖臺址夜間可沉降水汽柱密度在2毫米以下的時間占比（55%）優(yōu)于Mauna Kea（54%），遠優(yōu)于智利和其它地區(qū)的大型光學(xué)天文臺。溫度方面，實際測量顯示，夜間臺址點氣溫起伏（峰谷差）中位值僅為2.4度，這意味著地面層的大氣非常穩(wěn)定。該區(qū)域的風(fēng)以西北方向為主導(dǎo)，風(fēng)速的中位值為4.5米/秒。

值得一提的是，2020年12月20日晚，首臺到達冷湖賽什騰觀測基地的科學(xué)級望遠鏡50Bin成功實現(xiàn)科學(xué)觀測，得到的第一幅圖像測量顯示，星象的半高全寬是0.68角秒，與選址設(shè)備DIMM給出的視寧度測量值高度一致。鄧?yán)畈欧Q之為“賽什騰的第一縷光”。

截至目前，從已經(jīng)建成和正在建設(shè)的規(guī)模來看，鄧?yán)畈耪J(rèn)為冷湖無疑已經(jīng)是“中國最大的天文臺?！备鼮橹匾氖?，有著“第三極”之稱的青藏高原上是整個國際天文學(xué)界的向往之地，“在這里發(fā)現(xiàn)好的天文觀測臺址，是一個共同的愿望，而我們實現(xiàn)了這樣的愿望?！?/p>

“目前，能達到下一代望遠鏡建造和運行要求的優(yōu)良天文觀測臺址都在西半球，冷湖補上了東半球的缺失，這樣就可以形成一個24小的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，這是對全世界天文學(xué)界的貢獻?！编?yán)畈疟硎尽?/p>

賽什騰山建設(shè)工地沐浴在日落的余暉中，水平線之下是略帶浮塵的柴達木盆地，一望無際。研究團隊供圖

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03711-z