中國天文學家考察青藏高原天文臺專案選址

多年的氣象監測表明,青海省的高海拔地區可以成為未來望遠鏡的所在地

The Tibetan Plateau, as seen from the International Space Station.

從國際空間站看到的青藏高原。

中國天文學家希望在世界屋脊青藏高原建立一個大型天文臺專案,新的研究認為該高原的內陸地區擁有原始的觀測條件。

該分析側重於青海省冷湖鎮附近的一處研究地點,海拔超過 2.5 英里(4.2 公里),距北京約 1,900 英里(3,000 公里)。在論文中,科學家認為,三年的監測表明,該地的條件與地球上一些最著名的科學前哨的條件相當。此外,利用該地點將填補科學家現有高海拔、高水平天文臺綜合體的全球網路中的空白,從而更可靠地監測超新星等快速變化的現象。目前,頂級天文臺集中在西半球——例如夏威夷的莫納克亞山、智利的塞羅帕拉納爾和加那利群島的拉帕爾馬。

“在中國,在空間上位於青藏高原找到一個好的臺址,對於中國天文學和行星科學的發展至關重要,”中國科學院地質與地球物理研究所的北京光學專家何飛在電子郵件中告訴 Space.com。


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位於華盛頓特區的保守派公共政策智庫傳統基金會的中國軍事和太空活動專家程甸認為,該倡議符合中國在世界各地建設新的科技設施的重點。

程甸說:“天文學是重中之重。無論在中國境內還是境外,他們都在忙於提高其空間監視能力、空間觀測能力,以及我們在他們對火星和月球的探測任務中看到他們的科學能力。”

新研究中分析的地點位於青藏高原,但並非位於西藏境內,中國於 1959 年入侵西藏,當地的緊張局勢持續高漲。青海省就在隔壁,但據中國政府通訊社新華社報道,大約四分之一的人口是藏族

儘管該研究僅在今年 2 月提交,但據新華社報道,該地點已在建設天文臺。該新聞社於 2020 年 4 月宣佈,中國一所大學和地方政府已就建設廣域巡天望遠鏡 (WFST) 的條款達成一致,該望遠鏡是 2.5 米的光學望遠鏡,當時計劃於 2022 年開始工作。

在專注於冷湖鎮附近的地點之前,參與新研究的科學家在 2016 年至 2018 年研究的早期階段,在另外三個地點安裝了裝置。但何飛寫道,冷湖鎮是一個特別有吸引力的地點,並且在某種程度上與該國另一側的城市化海岸相連。

此外,當地政府官員邀請團隊進行分析。“眾所周知,冷湖擁有異常晴朗的天空,同時,冷湖地區擁有類似於火星的壯麗景觀,因此當地政府希望發展以天文學和行星科學為特色的旅遊業,”何飛寫道。

因此,何飛和他的同事開始徒步前往該地點,該地點位於海拔約 13,800 英尺(4,200 米)的賽什騰山上,比夏威夷的凱克天文臺高出約 200 英尺(60 米)。該地點的海拔高度是關鍵:地球大氣層會導致天文觀測模糊,望遠鏡的地點越高,儀器必須穿透的大氣就越少。

新分析還吸引了該團隊的其他因素。天空相對黑暗,冷湖官員已經制定了法規,以保持背景光較低。根據該團隊研究的 30 年的氣象記錄,該地點的年降水量僅為 0.71 英寸(18 毫米),日照時數達 3,500 小時。根據研究人員的說法,該團隊對空氣穩定性、湍流和水蒸氣等因素的分析也很有希望。

當然,促進如此黑暗天空的海拔和偏遠性也帶來了後勤挑戰。

“在道路到達賽什騰山頂之前,必要的建築材料和工具是透過直升機運到現場的,科學裝置是人工搬到山上的,”何飛寫道。一位團隊成員看到了狼,而且厚厚的積雪是經常遇到的挑戰。

這不太可能破壞建設天文臺的計劃。程甸指出,目前,中國非常關注青藏高原的建設,尤其是在西藏本身,除了其自身的動盪之外,考慮到中國與擁有核武器的印度之間的緊張關係,西藏還是一個關鍵的戰略區域。

他說:“他們位於喜馬拉雅山頂的世界之巔。中國人正在建設大規模的基礎設施——道路、鐵路、空軍基地、軍事基地、營地——並調入大量軍事裝備。”

在山上的旅行間隙,團隊成員與冷湖鎮的當地居民進行了交談。儘管作者指出當地官員對歡迎天文學來到該地點的前景感到興奮,但不清楚居民是否同意。

何飛說,大約有 3,000 人居住在該鎮,該鎮距離分析地點約 50 英里(80 公里)。何飛在談到與居民的對話時寫道:“我們通常談論的是冷湖的天文學和行星科學發展如何改善他們的生活。”

何飛寫道:“科學發展將吸引更多的遊客來到這裡,促進當地旅遊業的發展,這樣他們就可以賺更多的錢。在晚上,當我們在街上行走時,我們還會向他們介紹恆星和行星,以及可以發展什麼樣的旅遊業。同時,我們也談到了對天文臺發展至關重要的黑暗天空的保護,他們很樂意為此做出犧牲。”

其中一些犧牲已經開始實施。“如果當地人口隨著經濟發展而增長,那麼對光汙染的控制可能會丟失,”作者在論文中寫道。但冷湖領導人在進入該地時就知道這一點,並在 2017 年通過了嚴格的黑暗天空保護措施,以避免這種威脅——這也是該地點對研究人員如此有吸引力的部分原因,他們寫道。

結果令人驚歎。“當你在山頂時,白天可以看到柴達木盆地奇特的火星般的景觀,夜晚可以看到壯麗美麗的星空,”何飛寫道。“這非常難忘。”

該研究發表在週三(8 月 18 日)的《自然》雜誌上的論文中。

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Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大眾科學 in 2023 and is now a senior news reporter there. Previously, she spent more than four years as a writer and editor at Space.com, as well as nearly a year as a science reporter at Newsweek, where she focused on space and Earth science. Her writing has also appeared in Audubon, Nautilus, Astronomy and Smithsonian, among other publications. She attended Georgetown University and earned a master’s degree in journalism at New York University’s Science, Health and Environmental Reporting Program.

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