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新華社北京6月19日電 近日，《參考消息》刊發(fā)文章《青海冷湖打造國際一流天文觀測臺址》。

(相關資料圖)

□本報記者 白瑪央措 顧玲 陳杰

好的望遠鏡可以拍下無數動人心魄的太空景象：群星璀璨的全天畫卷、如風車般盤旋的漩渦星系、如彩虹般絢爛的氣體云……在中國青藏高原柴達木盆地西北邊緣，冷湖，一座比肩智利北部、美國夏威夷莫納克亞的國際一流光學天文臺址正在緊鑼密鼓地建設。不久的將來，這里或許會成為人類探索宇宙奧秘的一個重要窗口。

國內專家認為，冷湖天文觀測臺址的發(fā)現，打破了長期制約中國光學天文觀測發(fā)展的瓶頸，填補了從夏威夷到歐洲間東半球國際級天文臺址的“空白區(qū)”。外國專家希望冷湖臺址設置大型的現代光學望遠鏡和科學儀器，以實現在重大科學問題上與國際其他臺址的合作研究。

觀測條件達世界一流水平

天文學是孕育重大原創(chuàng)發(fā)現的前沿科學，也是推動科技進步和創(chuàng)新的戰(zhàn)略制高點。光學觀測臺址是天文學研究開展的基礎，優(yōu)秀的天文臺址是稀缺資源。冷湖天文觀測基地位于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮(zhèn)賽什騰山。那么，天文觀測基地緣何落地冷湖？　　

4月12日拍攝的冷湖天文觀測基地一處在建天文望遠鏡項目（陳杰 攝）

“這里的光學天文觀測條件，可以與美國夏威夷莫納克亞天文臺、西班牙拉帕爾馬島天文臺等世界一流臺址相媲美?！敝袊茖W院國家天文臺研究員鄧李才說。

中國天文界長期以來重視光學天文選址工作。20世紀80年代以來，陸續(xù)建成國家天文臺興隆觀測基地的2.16米天文光學望遠鏡、麗江高美古的2.4米通用型望遠鏡和郭守敬望遠鏡(LAMOST)。20世紀90年代起，為了給未來大型光學/紅外、亞毫米波觀測設備尋找高質量地基天文觀測臺址，中國天文學家開始在青藏高原開展天文臺選址工作。

2021年8月，中國科學院國家天文臺鄧李才研究團隊在國際學術期刊《自然》發(fā)表了冷湖賽什騰山光學天文臺址勘選結果：基于連續(xù)3年的觀測數據，分析確認青海冷湖賽什騰山是極佳的光學/紅外天文觀測臺址。這一科研成果發(fā)表后在全球天文界引起強烈反響。

當月，美國《史密森學會雜志》獨立采訪多位天文學家，對冷湖天文觀測臺址給予積極評價。美國得克薩斯大學麥克唐納天文臺的首席天文學家加里·希爾對冷湖的暗夜條件印象非常深刻。他認為冷湖是一個非常有前途的天文觀測臺址。美國哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學家斯科特·潘恩說：“水汽吸收紅外輻射對某些望遠鏡來說是‘真正的殺手’。”他認為冷湖天文觀測臺址位于內陸，可以在一定程度上避免水汽對紅外望遠鏡的影響。

“在為天文臺選址時，我們傾向于尋找多種特征的最佳和最優(yōu)組合?！蹦{克亞天文臺的首席科學家約翰·奧馬拉表示，天文觀測臺址需要足夠偏遠，避免城市光污染，但科學家仍有可能進入；望遠鏡應該建在高海拔地區(qū)，以避免大氣(湍動)造成模糊，但不要高到人類無法適應。

賽什騰山天文臺址惡劣的氣候環(huán)境雖不適宜人類生存，但具備世界級優(yōu)良天文臺址的條件。賽什騰山平均海拔4000米，方圓百公里是無人區(qū)，幾乎無光污染。天文觀測臺址晴夜比例、視寧度(大氣穩(wěn)定度)、可沉降水汽和大氣湍流結構等指標的監(jiān)測顯示，冷湖賽什騰山C區(qū)(4200米標高點)的視寧度中值為0.75角秒。專家綜合衡量，認為冷湖臺址與國際最佳天文臺址相比基本持平。

此外，專家認為冷湖擁有優(yōu)越的交通區(qū)位條件和可靠的后勤保障條件，使其具備了國際光學天文研究重要基地的優(yōu)勢資源條件。從海拔2800米的冷湖鎮(zhèn)出發(fā)，沿德令哈市方向行駛50公里就是通往臺址專用公路的連接線。賽什騰最高峰海拔達4500米。“相比青藏高原地區(qū)的其他選址點而言，這是冷湖臺址具備的另外一個優(yōu)勢條件?！编嚴畈耪f。

先進望遠鏡“扎根”賽什騰山

總投資近20億元的9項光學天文望遠鏡項目，目前已落戶冷湖天文觀測基地。受訪專家認為，隨著今后更多天文科學裝置和國際先進觀測設施落戶冷湖，中國光學天文觀測、望遠鏡技術等領域的發(fā)展有望加快。

2020年4月16日，中國科學技術大學和青海省海西州人民政府共同簽署了《關于“大視場巡天望遠鏡項目”合作協(xié)議》，標志著墨子巡天望遠鏡(WFST)正式落地冷湖，這也是冷湖天文觀測基地落地的第一臺夜天文大型望遠鏡項目。

記者在現場看到，墨子巡天望遠鏡圓頂、觀測室等配套基礎設施已基本完成。中國科學技術大學天文與空間科學學院副院長孔旭介紹，望遠鏡本體和主焦相機也已基本完成，將于今年夏天在冷湖天文觀測基地安裝調試并開展天文觀測。

“作為深空探測實驗室的重要地基設備，墨子巡天望遠鏡將開展近地小行星等目標的監(jiān)測和預警任務，顯著提升我國近地天體監(jiān)測預警能力，”孔旭說，“望遠鏡獲取的高精度位置和多色亮度觀測數據，可以用于高效搜尋和監(jiān)測天文動態(tài)事件，在時域天文、太陽系天體普查、銀河系結構和近場宇宙學等領域取得突破性原始創(chuàng)新成果?！?/p>

清華大學6.5米寬視場光譜巡天望遠鏡(MUST)是目前入駐冷湖口徑最大的望遠鏡項目?！霸摴庾V巡天望遠鏡建成后，將在暗能量和暗物質本質、引力波宇宙學、系外行星和星系形成等前沿方向取得重大基礎性、原創(chuàng)性突破，有望發(fā)現宇宙的全新規(guī)律?！鼻迦A大學天文系副教授蔡崢介紹，這個望遠鏡將與國際上已建成的數個大規(guī)模測光巡天望遠鏡進行互補協(xié)同。

鄧李才所負責的SONG望遠鏡項目去年在賽什騰山上完成了觀測塔樓的建設?！斑@是中國第一個新技術圓頂，我們沒有在圓頂內使用空調，而是對它的熱學、風動力學進行了專門設計。新的設計可以利用自然風控制圓頂內溫度，這對望遠鏡的圓頂視寧度會有很大貢獻?！?/p>

世界首臺用于太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統(tǒng)AIMS望遠鏡，最近也取得新進展。它的核心科學儀器之一——8至10微米紅外終端成像系統(tǒng)——正在與望遠鏡系統(tǒng)對接和調試，并將于近期啟動試觀測。中國科學院國家天文臺懷柔太陽觀測基地總工程師王東光介紹，AIMS望遠鏡將填補國際上沒有中紅外波段太陽磁場望遠鏡的空白，揭開太陽在中紅外波段的神秘面紗。

“AIMS望遠鏡不僅科學目標在國際上具有創(chuàng)新性，在技術上也有創(chuàng)新性的突破。望遠系統(tǒng)在中國天文觀測中首次采用離軸光學系統(tǒng)設計，焦面科學儀器除8至10微米的紅外單色像外，還配備了國際領先的高光譜分辨率紅外成像光譜儀和偏振測量系統(tǒng)?！蓖鯑|光介紹，AIMS望遠鏡的研制，推動了中國紅外光譜與紅外偏振測量技術的發(fā)展。

國際合作填補東半球空白

青藏高原為未來的巨型光學望遠鏡提供了理想的條件，而冷湖天文觀測臺址的發(fā)現，為世界各國進一步加深國際合作提供了更多可能。

“所有高質量的天文臺都位于西半球，所以在青藏高原上建立這樣一個天文臺可以填補空白?！泵绹鴩铱茖W基金會的國家光學紅外天文研究實驗室主任帕特里克·麥卡錫表示，如果天文學家想持續(xù)監(jiān)測一天中發(fā)生的事件，常常需要時域、空域的接力觀測。

“日后，智利、夏威夷和加那利群島的世界頂級天文臺將受益于這個東半球臺址提供的不間斷監(jiān)測?！编嚴畈沤榻B，SONG望遠鏡項目是國家天文臺參與的國際合作項目的中國節(jié)點設施，目前涉及約20個國家。（下轉第9版）

未來，SONG將在地球南半球和北半球的不同經度區(qū)間各選4個觀測站，每個觀測站建設一臺口徑為1米的高技術光學望遠鏡，組成一個全球聯網觀測系統(tǒng)，對同一個觀測目標進行全天連續(xù)不間斷觀測。“項目要求每個參加單位必須對等參加，而且大家要非常緊密地合作，把8臺望遠鏡作為一個設備來使用?！编嚴畈耪f。

據了解，MUST望遠鏡的主鏡與鏡面制造能力很強的美國亞利桑那大學合作，圓頂與歐洲極大望遠鏡圓頂分包商EIE集團合作?！拔覀児餐七M這個項目，可以促進高技術的交流合作?！辈虓樥f。

此外，墨子巡天望遠鏡項目已與日本、歐洲以及美國的多所大學以及科研機構初步達成合作意向，利用國外北半球大、中口徑光學紅外望遠鏡對墨子巡天望遠鏡發(fā)現的特殊暫現源(如極早期超新星、千新星、潮汐瓦解事件、伽馬射線暴)，開展光譜以及多波段成像跟蹤觀測，進一步確認這些神秘天體的物理起源，從而實現在時域天文領域的重大科學突破。“項目計劃將國際合作拓展至澳大利亞、智利、南非等南半球國家，實現墨子巡天望遠鏡全球時域后隨跟蹤觀測網絡。”孔旭說。

作為一個具備國際一流地面光學天文觀測條件的臺址，冷湖天文觀測基地利用了柴達木盆地無人區(qū)的良好自然條件。但光污染的問題是全世界天文臺共同面臨的威脅。2017年，為配合賽什騰天文臺選址，冷湖地方政府決定將全域1.78萬平方公里納入暗夜星空保護區(qū)。今年1月1日起，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測環(huán)境保護條例》正式實施。條例劃分出暗夜保護核心區(qū)和暗夜保護緩沖區(qū)，嚴格規(guī)定了暗夜保護核心區(qū)內的光源種類和亮度等。多位專家表示，中國立法保護冷湖天文觀測基地暗夜星空，可以稱為中國乃至國際上的典范?！斑@個不斷發(fā)展的天文臺有望成為中國天文學的下一個中心?！编嚴畈耪f。國內天文學家希望，冷湖天文觀測基地能夠成為中國下一代巨型望遠鏡的所在地。