望远镜争相落户南极,在南极建会看得更远吗?
说起南极,大家对企鹅都很熟悉,但是,你可能不知道,南极现在还有很多天文望远镜。
前不久,中国南极考察队在南极中山站建成首个天文观测点,并安装了一套由5个镜筒组成的小型望远镜阵列,之前中国在南极昆仑站等地,已先后建了多个观测点。
有参加望远镜阵列建设科考队员的表示,在南极装望远镜,困难很大,主要集中在越冬观测,这时候望远镜处于全自动状态,要经历零下80 的低温,还要遭受风霜雪的考验。
在零下80 实现对一个精密设备的远程遥控,在光机电等方面的技术需要有很大的突破。
天文观测平台和望远镜阵列正在联合装调
那么,你可能会好奇,为什么一定要万里迢迢,到南极安装望远镜呢?可以看得更远吗?
南极科考站有三个月的极夜
极夜是独特的自然现象。当地球围着太阳公转的时候,自身也在不停地围着地轴旋转。这个贯穿南北极的地轴,其实是有一个大约23.4 的倾斜角。
如上图所示,正是因为这个倾斜角的存在,导致每年春季与夏季,北极点一直有太阳照射到(极昼),而南极点全是黑夜(极夜)。到了秋冬两季,南极点又全是白天,北极点刚好相反。
南北极这种神奇的自然现象,在地球上的其他地区是没有的。
当南极的极夜来临时,没有昼夜更替,一直都是夜晚。在南极点上,极夜会持续半年。如果离开南极点,随着纬度降低,极昼的时间会逐渐缩短。
比如中国南极的中山站,坐标在南纬69度 22分24秒,这里的极夜已经缩短到三个月左右。
新装望远镜眼里的小麦哲伦星系
虽然只有三个月时间,但是对于星空观测来讲,已经是非常理想了。
我们知道,白天由于太阳光的存在,几乎没办法进行星空观测。而到了夜晚,太阳下山后,没有了太阳光线的干扰,我们才可以静静地欣赏满天繁星。但是,由于现代城市中存在大量人造光源,在人类聚集区,尤其是人口密集的城市,我们夜晚已经很难进行正常的星空观测了。
按照波特尔暗空分类法,黑夜的天空可分为1-9级。等级越高,代表天空越亮。
由于光污染的影响,如今大部分城市的天空分属于第7级甚至更高,郊区也有5级,肉眼能看到的星星已经很少了。
真正的黑夜天空应该属于2级。南极正是这样理想的天文观测地,几乎无人居住,自然没有了光污染。
西藏阿里暗夜公园
在地球其他地区的一些以星空观测为主题的暗夜公园,虽然天文观测的环境也很好,但存在白天黑夜的差别。而南极有长达三个月的极夜,期间可以实现24小时连续观测。
这又有什么好处呢?
比如:对于搜寻太阳系外行星的工作,研究人员需要对其宿主恒星的周期性光变进行测量,以便进一步探测行星。有了南极的极夜观测条件,就能不间断进行恒星观测,大大提高周期性光变测量效率。
所以,在天文研究者眼中,南极有极夜天空,是全球最好的观测地。尽管需要跨过千山万水,他们也要在这安装天文望远镜。
南极有纯净的天空
此外,大气中的污染物,大气的运动,也会影响星空观测。
比如前段时间发生的汤加火山喷发,大量的火山灰尘进入大气层后,就会对周边的天文观测造成影响。
还有沙尘暴,刮起来的时候遮天蔽日,让日月暗淡无光,更不用说看星星了。
平时在污染严重的地区,大气中的粉尘,也是一种干扰。
南极夏天的日落
南极远离了人类的干扰,没有沙尘暴,有清洁的大气,对光线的散射很弱,从而保证了更清晰的天体观测。
南极的大气也很稳定,就像人们熟悉的星星眨眼睛,是因为大气抖动造成的,而在南极,星星"眨"的就不厉害,观测星星会更清楚。
总结
干燥、寒冷、稳定的南极大气层,以及连续的极夜条件,为人类观测太空,创造了地球上最好的自然条件。观测的远近依赖望远镜的等级,同样的望远镜,在这不一定能看得更远,但肯定能看得更清楚、更稳定。 十多年来,我国的天文学家,乘着"雪龙"号,渡瀚海,攀冰穹,在南极多地建起多个望远镜,透过地球上最清澈的窗口观测宇宙的秘密。
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