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中科院国家天文台首次测得南极冰穹A夜间大气视宁度

2019年04月17日 10:54 来源:中国新闻网 参与互动 
中科院国家天文台首次测得南极冰穹A夜间大气视宁度
    KL-DIMM望远镜在2019年4月12日的视宁度测量结果。中科院国家天文台/供图

  中新网北京4月17日电 (记者 孙自法)记者17日从中国科学院国家天文台获悉,随着南极极夜逐渐降临,其位于南极冰穹A昆仑站的视宁度测量望远镜(KL-DIMM)近日已首次直接测量到冰穹A的夜间大气视宁度,并证实在地表8米的高度之上即有机会获得极佳的大气视宁度(小于0.3角秒)。

  据介绍,视宁度表征大气湍流造成望远镜成像抖动的模糊程度,是光学红外天文观测台址最重要的参数之一。视宁度数值越小,说明大气湍流越弱,成像的角分辨率越高,望远镜对暗弱天体的探测能力就越强。因此,地面大型望远镜的建设需要选择优良的台址,目前世界上最好的台址集中在夏威夷和智利,其平均大气视宁度在0.6角秒左右。

南极冰穹A(昆仑站)现场的KL-DIMM望远镜。中科院国家天文台/供图
南极冰穹A(昆仑站)现场的KL-DIMM望远镜。中科院国家天文台/供图

  大气湍流主要集中在近地面的边界层,之上的自由大气湍流就非常小。常规台址边界层厚度约数百米,而南极内陆冰盖由于其特殊的地理位置,大气边界层非常薄,将望远镜架设在边界层之上成为可能。中国在冰穹A已开展的台址测量表明,其边界层全年中值只有约14米,是南极冰穹C的一半,但过去在冰穹A尚无对夜间视宁度的直接测量。

  为此,中科院国家天文台南极天文研究团组开展冰穹A光学天文的台址测量工作,并研制成功KL-DIMM,在中国国内经过大量低温和野外测试后,两台KL-DIMM由中国第35次南极科考内陆队于2019年1月安装在海拔近4000米的昆仑站,架设于定制的8米高塔架上。自安装调试结束后,KL-DIMM即开始自动观测,此前已获取大量白天视宁度测量数据,结果表明即使在白天,也有很多时间可以获得优异的自由大气视宁度。

  最新首次测得的夜间视宁度结果则进一步证实,南极冰穹A可能是地面上最好的光学天文台址,目前,这两台KL-DIMM仍在持续自动观测,长期的监测数据将可以为最终确认冰穹A的天文观测资源和中国南极天文台大型望远镜的建设提供科学依据。

  中科院国家天文台指出,KL-DIMM研制还取得多项关键技术突破:一是在南极极端环境下的望远镜运转,包括冰穹A冬季最低可达-80℃,且无人值守,电力和网络带宽都极为有限;二是无人值守智能观测系统,实现从观测规划、望远镜指向、图像获取和保存、数据处理、结果回传的全自动观测;三是仪器状态监视和故障短信报警系统。其中,智能观测系统通过闭环跟踪、指向模型、利用寻星镜导星等一系列手段,实现对目标的精确指向和跟踪,并保证连续24小时不间断观测。(完)

【编辑:孙静波】

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