地球上最好的天文觀測站址

朱鎮(zhèn)熹

天文學(xué)是一門實測科學(xué)，通過對天體的觀測，了解宇宙的過去、現(xiàn)在和未來，以及運行規(guī)律，總結(jié)規(guī)律，推動物理學(xué)的進(jìn)步。比如，萬有引力定律公式就是通過天文觀測推導(dǎo)出來的。廣義相對論的預(yù)言也是通過天文觀測證實的，如：光線彎曲、水星近日點進(jìn)動、雷達(dá)回波延遲等。

為什么太空天文觀測效果好？

現(xiàn)代的天文觀測，可以說是全方位的，望遠(yuǎn)鏡有光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、紅外望遠(yuǎn)鏡、射電望遠(yuǎn)鏡等等，對高能宇宙射線、高能粒子、中微子甚至引力波的探測都是天文觀測的一種。地球大氣給我們提供氧氣的同時，也屏蔽掉了紫外線、宇宙射線等，但是它對天文觀測是有影響的，大氣的湍動（不規(guī)則運動）使得星星會“眨眼”。同學(xué)們在夜晚觀測星空時可以發(fā)現(xiàn)，除了最亮的幾顆行星，其它星星偶爾會消失，我們可以形象地將這種現(xiàn)象比喻為星星“眨眼”。

為避免這種現(xiàn)象，人們便發(fā)射天文觀測衛(wèi)星到大氣的外面去觀測。著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡就取得了很多觀測成果。中國的“嫦娥三號”登月探測器就帶了月基小望遠(yuǎn)鏡到月亮表面去觀測。但是太空望遠(yuǎn)鏡的制造、發(fā)射及運行成本很高，技術(shù)要求更高，哈勃望遠(yuǎn)鏡的總成本達(dá)幾十億美元，同樣大小的地面望遠(yuǎn)鏡只要數(shù)千萬美元。

地球上進(jìn)行天文觀測的最好地方——南極

南極大陸主要被冰雪覆蓋，或者說大陸上有一塊厚達(dá)3000多米的冰，其冰蓋的最高點—冰穹A海拔4093米。盡管南極的大部分地區(qū)，特別是大陸邊緣風(fēng)極大，但是在冰穹A卻通常風(fēng)和日麗，就像“臺風(fēng)眼”無風(fēng)一樣。

通過實地觀測，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：南極冰穹A的天空的大氣湍流很少，那里的星星幾乎不“眨眼”，是地面上進(jìn)行光學(xué)天文觀測的好地方。冰穹A的天文觀測環(huán)境幾乎可以媲美太空，比現(xiàn)在安放大望遠(yuǎn)鏡的夏威夷和智利的站址還要好許多。

南極的冬季（北極的夏季）是極夜，冰穹A有134天是連續(xù)黑夜，所以科學(xué)家在南極可以不間斷地對半個天空的天體進(jìn)行監(jiān)測，大大提高了觀測效率。

冰穹A是全球空氣溫度最低和空氣最干燥的地方。由于空氣里的水會吸收太赫茲波段的光，在南極就可以開展太赫茲天文觀測。美國就在南極點安裝了太赫茲望遠(yuǎn)鏡，觀測到了宇宙大爆炸假設(shè)的觀測證據(jù)。這在天文學(xué)上是一件非常了不起的成就。

無人值守的中國冰穹A天文觀測站如何監(jiān)測天象？

正因為南極觀測有眾多優(yōu)勢，各國科學(xué)家紛紛在南極開展各自的天文工作：天文選址、架望遠(yuǎn)鏡、放氣球、鉆洞放探測器等等，不亦樂乎。

中國自然不甘落后，還在冰蓋最高點建立了昆侖站，但是它是個度夏站，不是越冬站，也就是說夏天的時候我們派去考察隊員進(jìn)行科學(xué)考察，冬天不在里面過冬。我們的天文觀測，特別是光學(xué)天文觀測，基本上是在夜里，也就是冬季進(jìn)行。沒人在那里，我們就要通過衛(wèi)星通訊，監(jiān)測和控制南極望遠(yuǎn)鏡的運行。運行需要動力（電力），白天可以用太陽能，冬季只能靠燒油發(fā)電，南極是禁止使用核能的。