作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2012-8-27 7:55:08
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南极天文观测:期待明春好消息
 
■本报记者 甘晓
 
为期两周的第28届国际天文学联合会大会会期已经过半。围绕天文学进展,天文学家们设立了诸多议题进行探讨。不过,其中最引人注目的当属南极天文学研究——该话题持续了整整一星期的时间,足以证明其重要性。
 
中国南极天文台将有望在2020年前建成的消息也引爆了整个天文学界。“虽然与一些发达国家相比,我国的南极天文才刚刚开始,但客观的台址条件优势以及快速发展让我们对未来备加期待。”中国科学院紫金山天文台台长杨戟信心满满地告诉《中国科学报》记者。
 
地球上最棒的观测点
 
由于大气透明度、视宁度和每年3到4个月的连续观测机会、较低的风速以及较宽的电磁波段等优厚条件,南极地区受到了所有天文学家的青睐。中科院紫金山天文台研究员、中国南极天文中心主任王力帆向《中国科学报》记者介绍:“南极天文一直是业内热点。”
 
南极天文研究中已经取得多个重要进展。1998年底,美国毫米波段气球观天计划(Boomerang)利用漂浮在南极洲上方的气球作为载体,搭载望远镜拍摄到当时最为清晰的初期宇宙照片。通过分析这张照片,科学家证实,宇宙是平坦的。
 
本次大会上,天文学家每天都在热烈讨论南极天文的最新研究成果。例如,美国正在运行的“南极望远镜(SPT)”在宇宙背景辐射观测中取得了突破。
 
世界各国也都在南极天文上投入了大量财力。法国尼斯大学博士勒约·阿比(Lyu Abe)告诉《中国科学报》记者:“目前,欧洲已从先导巡天(PILOT)走向极地大型望远镜(PLT),这个项目单在望远镜上的开支就将达到1100万欧元。”
 
2005年,我国第21次南极科考队到达冰穹A的最高点,并建立昆仑站。最兴奋的一群人还是中国天文学家。王力帆称:“这是地球上最棒的天文台址!”过去几年里,我国已经安装了天文自动观测站(PLATO)、小型光学天文观测望远镜阵(CSTAR)等天文设备,获得了大量成功经验。2011年,我国在冰穹A上成功安装了南极巡天望远镜(AST3),投入使用以来,只有3天由于天气原因没能获得观测数据。
 
当然,除南极外,天文学家也努力在中国本土找寻条件较好的台址。王力帆透露,未来天文台址有望在青藏高原产生。
 
找到存在生命的行星
 
AST3将直指银河系内可能存在生命的行星,这是我国首个以寻找此类行星为科学目标的项目。杨戟介绍:“目前,第一台AST3从今年3月起,已经在无人值守的情况下运行了一段时间,取得了数量可观的科学数据。”
 
据悉,自2009年开普勒太空望远镜运行以来,至今已经找到了700多颗可能存在生命的行星。AST3则将从中筛选出一些候选体。明年春天,下一次南极科考队员将从昆仑站拷回这些宝贵的数据。对此,王力帆期待:“我们希望有不少于10颗的行星。”
 
AST3剩下两台望远镜将在2013年到2015年间安装完毕。“我认为未来几年内,一定会找到一些适合生命生存的行星,大概距离地球几千光年左右。”王力帆肯定地说。
 
此外,中国南极天文台的主要设备还有2.5米口径的昆仑暗宇宙望远镜(KDUST)和5米口径的太赫兹望远镜,是我国天文中长期发展规划的一个重要部分。这两台望远镜则将以“两暗一黑三起源”作为科学目标,即:暗物质和暗能量,黑洞,宇宙起源、天体起源和生命起源。
 
未来,KDUST还将有望与下一代詹姆士·韦伯太空望远镜(JWST)合作。“有一些特异的天体源,可以通过视野更大的KDUST先搜寻到,再用视野较小、但精度更高的JWST进一步观测。”王力帆说。
 
而杨戟指出,对恒星形成而言,“KDUST将对研究宇宙中的恒星形成研究带来机遇”。而太赫兹天文观测则为天文学开辟了全新的观测波段,也将为恒星形成提供新视角。
 
世界上最远的距离
 
南极天文研究业内流传着一个笑话:世界上最远的距离莫过于从位于南极洲的望远镜到位于各国的研究中心。谈起南极天文研究的困难,“距离”是天文学家常常提及的词语。
 
的确,AST3运行至今,每天都搜集到大量数据,但由于传输问题,至今只传回124兆的数据。据王力帆介绍,这些数据都是靠铱星电话传回,内容仅涉及检查观测质量。“速度只比前些年拨号上网时快一点,每秒124kb左右。”他说。
 
因此,明年春天“雪龙”号带回的数据便格外让人期待。王力帆透露,未来有望在南极昆仑站建立超算中心,先处理、再传输便能提高传输效率。
 
同时,无人值守的望远镜在远程维修上也遇到了较大挑战。据悉,为预防电脑死机,中国南极中心的科学家设计了多套方案让程序重启。
 
不过,硬件损坏会给南极天文研究带来更大困难。“假如一个小小的齿轮坏掉,远在中国的科研人员往往很难发现,即使发现也只能第二年再去维修。”王力帆说,“将来也许会通过加装摄像头来解决这个问题。”
 
此外,高质量的发电系统也是维持望远镜持续工作的基础。目前,AST3的发电系统由澳大利亚提供,运行情况良好。
 
《中国科学报》 (2012-08-27 A1 要闻)
 
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