国家天文台科研人员首次测得南极冰穹A夜间大气视宁度

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人民网北京4月17日电随着南极极地之夜的临近，位于南极冰穹A的昆仑站国家天文台kl-dimm首次直接测量了冰穹A的夜间大气视敏度，也证实了在地表8米高度以上有机会获得极佳的大气视敏度(小于0.3角秒，见图1)。

图1 2019年4月12日KL-DIMM望远镜视力测量结果

视敏度是光学红外天文观测站点最重要的参数之一，它代表了大气湍流引起的望远镜成像抖动的模糊性。视敏度越小，成像的角度分辨率越高，望远镜探测黑暗和弱天体的能力越强。因此，建造大型地面望远镜需要选择一个绝佳的地点。目前，世界上最好的地点集中在夏威夷和智利，平均大气视度约为0.6角秒。大气湍流主要集中在地面附近的边界层，其上方的自由大气湍流非常小。常规台站的边界层厚度为数百米，而南极内陆冰盖由于其特殊的地理位置非常薄，因此有可能在边界层上架设望远镜。中国冰穹A的站址调查表明，其边界层的年中值只有14米左右，是南极冰穹C的一半，但过去没有直接的夜视测量。

在国家自然科学基金的资助下，国家天文台南极天文研究组对冰穹A进行了光学天文的现场测量，并研制了昆仑视觉度测量望远镜kl-dimm。在中国进行了大量的低温和野外测试后，这两台望远镜于2019年1月由中国第35次南极考察队安装在昆仑站，并竖立在定制的8米高的塔上(见图2)。自安装调试以来，kl-dimm已开始自动观察，并获得了大量的日间视力测量数据。结果表明，即使在白天，也有很多时间在自由的氛围中获得出色的视觉敏锐度。

图2位于南极冰穹A(昆仑站)的kl-dimm望远镜。

夜间能见度的测量结果进一步证实了冰雹A可能是地面上最好的光学观测站。目前，两个kl-dimm仍在自动观察。长期监测数据将为最终确认“冰雹”的天文观测资源和中国南极天文台大型望远镜的建设提供科学依据。

在kl-dimm的开发中，许多关键技术都取得了重大突破。

首先，望远镜在极端的南极环境中工作。冰穹A冬季最低温度可达-80℃，无人值守，因此功率和网络带宽极其有限。通过赤道仪的改造和关键部件的主动控温设计，首次实现了小赤道仪在冰穹A冬季的运行，可为今后冰穹A的其他小望远镜的运行提供借鉴和参考。

更重要的是无人值守的智能观测系统，从观测计划、望远镜指向、图像采集与保存、数据处理和结果返回等方面实现全自动观测。还有一个仪器状态监控和故障短信报警系统。特别是，由于kl-dimm的视场较小(约10美分)，以及视场条件的限制，望远镜的安装和调试精度不能太高。然而，智能观测系统通过闭环跟踪、指向模型、用寻星仪引导恒星等一系列手段实现对目标的精确指向和跟踪，并保证24小时连续观测。这个智能观测系统是基于南极考察望远镜项目组积累的经验，也可以扩展到其他野外台站的自动望远镜。

该项目的合作单位包括天津师范大学、天津大学、南极天文中心和澳大利亚新南威尔士大学。在研制和测试过程中，南京天光研究所、云南天文台、新疆天文台等单位的研究人员。南极点的实施得到了中国第35次南极考察队、中国极地研究所和极地考察办公室的大力支持。(何苗闻佳琪)

来源：搜狐微门户