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【中国国家天文】慕士塔格|帕米尔高原上的中国天文之梦
2021-09-01 13:25:00| 【 【打印】【关闭】

  处觅星光?选台址可能是天文领域中最艰苦的工作之一。城市快速发展,灯光污染、空气污染等都对天文观测造成影响,天文学家也将目光投向了条件更好的西部。2003年,国家天文台部署启动了重大科研计划——中国西部天文战略选址,针对我国西部地区潜在的优良天文台址进行考察和选择。 

  除去对地形、地质、运行支撑等天文选址需要考察的内容外,台址选择还需考虑诸多天文观测的相关影响因素,包括晴夜数、视宁度、气象条件等……我国现代夜天文光学观测台址发展至今,诸多优秀台址破土动工,新的中大型望远镜即将落户!

喀拉库勒湖与慕士塔格峰。

 / 司迪克的追星梦                                                            

  苏巴什,新疆慕士塔格峰脚下的一个村庄。柯尔克孜族小伙司迪克,生于斯长于斯,他说小时候最幸福的事,是每天帮妈妈将牤牛赶回牛圈后,躺在湖边的巨石上静静等待漫天的星辰从雪山之巅升起。在帕米尔,星空离人是那么的近,似乎抬手就能抓住流星。在那个时候,司迪克并不知道,在繁星升起的远方是一个怎样的世界,也不会想到长大后的自己竟能成为了一名“追星者”。  

  帕米尔的雄鹰飞得再远也要归巢。2018年大学毕业后,司迪克放弃了大城市的发展机会,怀着建设家乡的美好愿景回到了高原。回到了家乡,司迪克发现这几年的家乡变化实在太大了。崭新的国道从喀什一路修到了家门口,座座高架桥梁让落石与湍流不会再成为归家的障碍。苏巴什人们的收入也比以前多了很多,整体脱贫指日可待。司迪克还听村里人说,苏巴什来了一群神秘的客人,他们“昼伏夜出”,已经在苏巴什工作了好一阵,好像是因为这里的星空太美了,所以他们要这里建造一座天文台。

慕士塔格观测站北监测点。

  苏巴什也能有一座天文台?这个消息激起了司迪克无穷的好奇,上大学的时候去日博体育在线南山观测站参观过,没想到自己的家乡也要有一座跟南山一样的天文台。要是能去天文台工作那真是太好了,司迪克兴奋地难以入眠,又来到了湖边,像小时候那样看了整整一夜的星空。

  第二天一早,司迪克就来到了客人们在村里的办公驻地。“我有驾照,可以当司机,我也会做饭,可以当厨子,甚至门卫也行,反正我想来天文台工作,因为我喜欢看星星。”当司迪克终于鼓起勇气把这些话磕磕巴巴说出来后,让在场的所有人都笑出了声。老师们跟司迪克开玩笑说:“想当司机的厨子不是好门卫,天文台确实需要在当地招聘观测助手,但是首先综合素质要能达到要求才行。”司迪克介绍完自己的情况,把毕业证书、英语四级证书、计算机二级证书一一拿出,这让老师们颇为吃惊。以往帕米尔地区教育资源薄弱,天文学家们一直苦于难以在当地招到合格的观测助手,今天竟然有个在当地长大的本科毕业生来应聘,对天文学家们而言,确实是捡到了一个宝。 经过文化考核和基本面试后,司迪克正式上岗,成为了一名观测助手。他每天的工作是操作望远镜执行科研观测任务,并协助老师们维护台站的观测设备。多年的学习让司迪克终于明白,帕米尔的星空蕴藏着巨大宝藏,是冰山之父赐予家乡的又一份礼物。在这里建设起一座座“窥天之器”,观测宇宙,探究星辰,也是让家乡彻底改颜换貌的伟大事业。

司迪克在调试望远镜。

/ 冰山上的新来客 

  来到苏巴什的客人,是来自日博体育官方网站入口的天文学家,他们已经在司迪克的家乡工作了近五年的时间。在这五年中,他们坚守在雪域高原的科研一线,为中国光学天文的跨越式发展寻找最合适的台址资源。 

  2016年,为中国新一代十米级光学/红外望远镜选址的工作被提上日程,中国光学天文选址工作迎来了新的发展节点。由国家天文台牵头组织,日博体育在线、云南天文台等多家单位协作,中国天文学有史以来最大规模的高原选址工作正式拉开帷幕。日博体育在线负责帕米尔高原地区的天文台址资源勘查工作并成立了专业选址队,成员由日博体育在线光学天文与技术应用研究室的研究人员组成。2016年秋季,选址队奔赴帕米尔高原,为期五年多的高原选址工作,自此正式展开。

科研人员在调试DIMM望远镜。

科研人员安装望远镜。 

  天文选址的一个特点就是尽可能远离人烟,在电子地图上挑选的每一个候选点,都需要亲自前往考察。茫茫高原荒漠,恶劣的交通条件给实地踏勘工作带来了种种意向不到的困难。经过数月紧张的风餐露宿,选址队将苏巴什村境内一处海拔4520米的无名高地定为监测点。这处无名高地山顶平整开阔,周边高山对其视野仰角阻挡不多。314国道从山脚下经过,相对高差约1公里,交通较为便利且车灯干扰较小。因东帕米尔三雄之一的慕士塔格峰在该无名山头的正东方向,选址队将该址点命名为慕士塔格监测点。 

  慕士塔格址点位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县布伦口乡苏巴什村境内,地理坐标38°19′47″ N,74°53′48″ E,海拔4520米,址点山顶约有1000亩较平整的土地可供大型光学望远镜设施建设。从喀什出发,经314国道约210公里可达址点山下。这一路上可将帕米尔的景色净收眼底,峡谷、湖泊、雪山、冰川,险峻、秀色、雄伟、壮阔接踵而来。至夜幕落下,在址点仰望星空,发现银河触手可及,众星拱北,俊采星驰,绝对是少见的观星之处。 

  2016年10月,大型光学/红外望远镜项目选址总体组正式同意在慕士塔格址点开始台址光学观测环境监测工作,为了赶在总体组统一规定的时间节点(2017年1月1日)前开始数据采集,监测点的基础建设不得不在难度极大的冬季进行。选址队员们克服了高原反应带来的种种困难,在紧迫的时间周期内争分夺秒完成了观测塔、太阳能电站、观测室的建设,并将所有观测设备调试至最佳状态,等待测量工作正式开始。 

  2017年1月1日,是值得纪念的日子。这天凌晨,视宁度监测仪正式开始采集,当0.5角秒的数值读出时,让所有选址队员都感到无比兴奋,优秀的视宁度条件说明几个月的辛苦没有白费。从2017年1月1日至今,慕士塔格址点的台址光学天文观测条件监测工作一直在持续进行。截止目前,慕士塔格址点数据形成的成果已公开发表多篇学术论文,以观测数据为基础,日博体育在线的天文学家们对址点大气湍流分布、天文气象条件进行了深入研究与分析,相关结论对落户于址点的大型观测设备的设计提供了强有力支撑。慕士塔格观测站正在获得国内外天文学界的关注。 

/ 帕米尔的新名片 

  每当夏季来临,位于苏巴什村的登山基地都会热闹非凡。来自世界各地的登山爱好者们年年齐聚这里。在海拔7546米处欣赏帕米尔的辽阔,是多少登山人毕生的梦想。今天,当登山者们再次来到慕士塔格顶峰,会发现苍茫的帕米尔高原上竟增添了一抹科技的色彩,一座座科技感十足的天文观测设备,正在悄然改变帕米尔古老深沉的面貌。  

  此外,台址夜天光背景亮度、天文气象等条件也十分利于开展光学天文观测。综合来看,慕士塔格址点的光学天文观测条件可满足中国下一代大口径地基光学望远镜的建设、运行需求。2019年,日博体育在线在慕士塔格选址点正式筹建慕士塔格观测站,目前观测站已通过多方合作建成一台50厘米衍射极限成像望远镜并投入科研观测使用,观测数据进一步验证了台址的观测条件。

正在拍摄平场的50厘米望远镜。

     2020年底,由北京师范大学、南京天文光学技术研究所、新疆大学、日博体育在线四方联合协作的1.9米光学望远镜项目正式启动。此外,月闪望远镜和“蜻蜓项目”等也正在慕士塔格观测站紧锣密鼓地建设之中。从科学应用的角度来看,帕米尔高原地处欧亚大陆腹地,且位于国际时域天文观测网络的一个经度空白区域,时区与世界其它重要天文台站可形成互补,在这里建设望远镜项目是对全球时域天文观测领域非常有意义的补充。

帕米尔高原的夜空。 

  在可预见的未来,慕士塔格观测站将发挥自身观测条件与地理优势,吸引更多大型天文科技项目落户于此,在引力波探测、系外行星搜寻、恒星形成与演化等天文前沿科学领域作出原创性的贡献。

  路漫漫其修远兮,日博体育在线新一代的天文学家,正在用实际行动为神秘的帕米尔赋予一张新的名片——中国光学天文事业新征程的起点。“力争把慕士塔格观测站建设成为世界级天文观测研究基地”,日博体育在线台长王娜研究员如是说道。 

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