中科院國家天文台首次測得南極冰穹A夜間大氣視寧度

KL-DIMM望遠鏡在2019年4月12日的視寧度測量結果。中科院國家天文台/供圖

中新網北京4月17日電 (記者 孫自法)記者17日從中國科學院國家天文台獲悉，隨著南極極夜逐漸降臨，其位於南極冰穹A昆侖站的視寧度測量望遠鏡(KL-DIMM)近日已首次直接測量到冰穹A的夜間大氣視寧度，並證實在地表8米的高度之上即有機會獲得極佳的大氣視寧度(小於0.3角秒)。

據介紹，視寧度表征大氣湍流造成望遠鏡成像抖動的模糊程度，是光學紅外天文觀測台址最重要的參數之一。視寧度數值越小，說明大氣湍流越弱，成像的角分辨率越高，望遠鏡對暗弱天體的探測能力就越強。因此，地面大型望遠鏡的建設需要選擇優良的台址，目前世界上最好的台址集中在夏威夷和智利，其平均大氣視寧度在0.6角秒左右。

南極冰穹A(昆侖站)現場的KL-DIMM望遠鏡。中科院國家天文台/供圖

大氣湍流主要集中在近地面的邊界層，之上的自由大氣湍流就非常小。常規台址邊界層厚度約數百米，而南極內陸冰蓋由於其特殊的地理位置，大氣邊界層非常薄，將望遠鏡架設在邊界層之上成為可能。中國在冰穹A已開展的台址測量表明，其邊界層全年中值只有約14米，是南極冰穹C的一半，但過去在冰穹A尚無對夜間視寧度的直接測量。

為此，中科院國家天文台南極天文研究團組開展冰穹A光學天文的台址測量工作，並研製成功KL-DIMM，在中國國內經過大量低溫和野外測試後，兩台KL-DIMM由中國第35次南極科考內陸隊於2019年1月安裝在海拔近4000米的昆侖站，架設於定製的8米高塔架上。自安裝調試結束後，KL-DIMM即開始自動觀測，此前已獲取大量白天視寧度測量數據，結果表明即使在白天，也有很多時間可以獲得優異的自由大氣視寧度。

最新首次測得的夜間視寧度結果則進一步證實，南極冰穹A可能是地面上最好的光學天文台址，目前，這兩台KL-DIMM仍在持續自動觀測，長期的監測數據將可以為最終確認冰穹A的天文觀測資源和中國南極天文台大型望遠鏡的建設提供科學依據。

中科院國家天文台指出，KL-DIMM研製還取得多項關鍵技術突破：一是在南極極端環境下的望遠鏡運轉，包括冰穹A冬季最低可達-80℃，且無人值守，電力和網絡帶寬都極為有限；二是無人值守智能觀測系統，實現從觀測規劃、望遠鏡指向、圖像獲取和保存、數據處理、結果回傳的全自動觀測；三是儀器狀態監視和故障短信報警系統。其中，智能觀測系統通過閉環跟蹤、指向模型、利用尋星鏡導星等一系列手段，實現對目標的精確指向和跟蹤，並保證連續24小時不間斷觀測。(完)