大视场巡天望远镜为何选址落地青海

最后不得不提视宁度,这是指大气湍流对星光路径的扭曲程度,直接影响图像清晰度。高原地区大气相对稳定,湍流少,所以视宁度好。对于高分辨率的天文观测来说,稳定的大气环境比什么都重要,能确保拍出来的照片不模糊、不失真。

说到晴夜,那是天文台的生命线。冷湖的天文晴夜占比超过了60%,一年中有很多个晚上都能用来干活,不用看老天爷脸色叹气。这种气候条件,比起那些经常阴雨绵绵或者雾霾锁城的地方,简直是天堂级的待遇,利于长期稳定的观测计划。

冷湖这个地方真的是搞光学天文观测的理想之地。你看啊,首先就是它的地理位置和海拔高度,这俩硬指标摆在那儿,先天优势就足。再加上那边的空气洁净度极高,几乎是未受污染的状态,这对于需要捕捉微弱星光的望远镜来说,简直不要太友好。

美国SDSS望远镜的研究成果涵盖了类星体、星系分布、银河系恒星性质,甚至包括暗物质和暗能量这些前沿领域,科研产出海量。中国把WFST放在青海,就是奔着这种大规模科研爆发去的,希望也能在天文出版物中留下中国的数据。

大气消光也是个关键考量。星光穿过大气层时,会被空气分子和尘埃吸收或散射,这种现象叫大气消光,会削弱我们看到的星光亮度。青海位于高原,大气相对稀薄,这意味着光线在穿过大气时损耗较少,消光影响小,观测数据更准确。

风沙这东西在天文观测里可是大忌,但冷湖偏偏风和沙尘的影响都特别小,大大降低了维护成本和观测干扰。更绝的是数据说话,赛什腾山的视宁度表现极佳,有0.7角秒的好状态的天数占了监测总天数的一半以上,这意味着成像质量相当稳定。

大视场巡天望远镜说白了就是个反射望远镜,靠曲面和平面面镜组合来反射光线成像。中国想搞这个项目,很大程度上是想复制美国斯隆巡天计划(SDSS)的成功经验。SDSS也是2.5米口径,成果那是杠杠的,数据被广泛引用。

放眼全球,目前世界上最大的望远镜是夏威夷的凯克望远镜,直径10米,由36块1.8米镜面拼成。而中国目前最大的光学望远镜口径是2.16米。这次大视场巡天望远镜项目,旨在缩小这一差距,提升中国在巡天观测领域的国际竞争力,青海只是它落地的最佳舞台。

光污染是现代化观测的大敌,好在冷湖周围根本没有大城市,夜天光背景非常纯净。在城市周边,路灯和建筑灯光会让夜空变亮,淹没微弱的星光。而这里远离尘嚣,黑暗的天空背景能让望远镜捕捉到更遥远、更暗淡的天体信号。

选址青海考虑的第一个因素绝对是晴夜数和气候。那边气候干燥,下雨下雪都少,晴夜数多,望远镜可以高效运转,不浪费宝贵的观测时间。相比之下,湿润地区水汽多,既影响成像还容易搞坏设备,干燥是王道。