重大发现!青海冷湖天文台成为国际一流大型天文台

北京时间8月18日,国际科学期刊《自然》发布中国科学院国家天文台重大科学进展。研究结果显示,冷湖天文观测基地光学/红外观测条件可以比肩国际一流大型天文台,具备世界一流的视宁度和承载我国未来重大天文科学设施的潜力。

2018年以来,青海省重大科技专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”启动并由中国科学院国家天文台专家团队对冷湖进行了连续3年关键数据的监测,这一成果,将为我国光学天文、行星科学和深空探测等学科的未来发展迎来重大机遇,也为国际光学天文发展提供了宝贵的战略资源。

我国天文界长期高度重视光学天文选址工作,上世纪九十年代开始部署在我国西部地区进行选址。近年来,青海省委、省政府高度重视天文重大科学设施建设,青海省科技厅和青海海西州政府工作推进组积极与中国科学院北京天文台、紫金山天文台等科研单位以及各高校合作,于2018年开展天文台址资源考察,在冷湖赛什腾山天文观测选址、配套基础设施建设等方面做了扎实有效的前期工作。

冷湖地区日照丰沛、降水极低、夜空晴朗,历史记录的天气条件非常良好。研究团队通过对冷湖赛什腾山区的实地考察,依据沙尘垂向呈指数分布的特性,确定在山区4200米海拔标高点(赛什腾C区)进行定点选址。

选址团队自2018年1月16日开始,正式对该地域的晴夜数量、晴夜背景亮度和气象进行连续监测。2018年5月开始,团队在海西州政府支持下通过直升机吊运,于赛什腾4200米标高监测点初步建成基础设施。当时山区尚无道路可以通达监测地,选址团队克服重重困难,经历生命考验,人力背负各种仪器设施,攀登崇山峻岭,建成了所有关键台址参数的测量平台并开始运行。为保障参数测量的连续性,团队人员数十次冒险攀登,对设备进行升级和维护。在全体成员的努力下,团队终于达成所有参数的95%连续覆盖率,获得了对赛什腾山光学/红外观测条件的结论性数据。为避免各种非科学因素对大型天文观测设施选址产生干扰,保证数据的可靠性和公正性,所有的原始数据在整个选址过程中实时公开。

截至2020年底,主要台址监测数据累计达3个年度。选址团队经过细致统计分析显示,冷湖赛什腾山C区(4200米标高点)的视宁度中值为0.75角秒。这个参数与国际最佳台址同期数据大致相同,全面优于其他台址。同时,在红外观测条件上,对“物质起源”和“生命起源”等极端科学目标而言,最重要的台址指标是可沉降水汽(PWV),冷湖赛什腾台址是所有国际一流台址中最为优越的。按可观测时间和视宁度进行综合量化分析,赛什腾山的品质优于青藏高原其它选址点,与夏威夷莫那卡亚峰和智利各天文台相比,基本持平。

冷湖国际一流台址的发现打破了长期制约我国光学天文观测发展的瓶颈,不仅为我国光学天文发展创造了重大机遇,特别是冷湖所在的地理经度区域内,尚属世界大型光学望远镜的空白区,而天文观测常常需要时域、空域的接力观测,也是国际光学天文发展的宝贵资源。

地处青海省海西州的冷湖镇,地理上是中国的腹地,镇区海拔仅2700米,距赛什腾山台址80公里,可以建设可靠的后勤保障和科研基地。冷湖观测基地作为未来的大型天文台,具有良好的交通保障,区位优势明显。海西州政府提供的全面支持保证了选址工作及时启动和稳定运行。

2019年,青海省科技厅启动一个重大专项支持多波段选址工作,光学选址是项目的四个研究课题之一。2020年7月23日,在冷湖天文观测基地建设项目的启动仪式上,国家天文台、紫金山天文台、中国科学技术大学、中国科学院地质与地球物理研究所、西华师范大学等科研机构及院校的望远镜项目落户冷湖天文观测基地。

目前,落户基地已经有大量的科学设施开始建设,包括中国科技大学的2.5米大视场巡天望远镜,清华大学6.5米大口径宽视场望远镜等等。从望远镜的数目和口径上看,冷湖已经成了我国最大的天文台。在不远的将来,我国的第一个大科学项目LAMOST将在升级改造后搬来冷湖,口径将达到8米。不远的将来,将有国内、国际的超大型望远镜和大型望远镜阵列在冷湖天文观测基地落户。

来源/中国科学院新闻稿

责编/魏慧敏

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