望远镜选址如何保证望远镜运行和观测效果隔离开关

发布时间：2022-07-26 19:09:12

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在北京首都国际机场，一个穿着冲锋衣、运动裤，背着巨大登山包的人很容易就会引起你的注意。他目光犀利，脚步匆匆，全然不顾裤腿儿和运动鞋上还沾着一些泥。这个典型登山家模样的人，是中国科学院国家天文台首席研究员、西华师范大学物理与空间科学院天文系主任邓李才。

前段时间，他带领的研究团队作为主力军，首次向人类展示了银河系恒星外盘惊人的翘曲结构，相关成果发表在学术期刊《自然·天文》上。

邓李才刚刚结束一次艰难的登山之行，登山地名为赛什腾，海拔约4250米，位于青海省海西州茫崖市下属的冷湖镇，在柴达木盆地的西北边缘。长途跋涉近10个小时后，风尘仆仆的他终于赶在夜深前飞抵北京。

爬遍当地所有备选高山

在赛什腾山顶上，有两台测量视宁度的望远镜。其中一台由邓李才及其团队负责，服务于大型光学望远镜项目，其中包括我国的SONG（Stellar Observations Network Group，全球网络观测望远镜）项目。这是我国天文界参与的一个国际性天文学研究计划。

“望远镜的观测活动通常在夜晚进行，到了白天，单个站点的观测就会中断。为此，天文学家提出，联合各国望远镜实现接力式观测。具体而言，就是一个国家的望远镜处于白天时，另一个国家的望远镜刚好迎来夜晚，可以继续对某个目标进行观测。通过这种接力式观测方式，科学家可获得长期连续的数据。”邓李才告诉科技日报记者，SONG项目的目标是寻找系外行星和测量恒星的震动。

2008年，国际天文学联合会（IAU）在三亚举办了一场会议。在场的几位外国天文学家和邓李才讨论了SONG项目并希望中国参与。项目随后在国家天文台获批，2009年邓李才和团队着手开展选址工作。

这不是件简单的事。为保证望远镜运行和观测效果，选址需要考虑至少3方面因素。首先是天光背景。“黑暗的地方观测效果会更好，灯光是望远镜的‘背景噪声’。”邓李才说，“晴天也很重要，此外还要考虑视宁度。”

受空气流动和地表昼夜温差影响，近地面层的空气易形成湍流，所以平地的视宁度往往较差。为此，大型天文望远镜项目通常选择地形较高的地区作为站址。“青藏高原人口稀少，几乎不受城市灯光影响。空气稀薄且洁净度高，部分地区降水和云量都极少，这里对观测的干扰相对较少。”邓李才说。

2009年至2012年，邓李才和团队一直在青海省海西州的德令哈市附近为SONG项目选址。那时，邓李才爬过当地所有能用于放置望远镜的高山，每座海拔都在4000米以上。“上山前，我们会分析这座山的山形、位置、与城市的距离等。”邓李才笑着说，越不适合人类居住的地方，天文观测条件往往越好。

“当时，德令哈市一年的晴日晴夜数占2/3，视宁度中值为1.5角秒。对于SONG项目的一米望远镜而言，‘住’在这里是不错的选择。”邓李才说。

2013年，我国SONG项目落户德令哈市东郊，这是在我国西部高原落地的首个有着明确科学目标的光学天文项目。

为望远镜寻觅“新家”

望远镜投入使用，最重要的意义在于，科研人员能利用其获取第一手观测数据。邓李才告诉科技日报记者，望远镜投入科学运行后状态很好，仅2015年他和相关研究团队在具有国际影响力的天文学期刊上就发表了十余篇文章。

可没想到，运行近6年后，望远镜突然陷入被撤走的困境。

随着德令哈市城市化进程的不断加快，灯光、粉尘和电磁干扰严重制约了望远镜的观测能力。加上受到厄尔尼诺效应的影响，原本干燥少雨的德令哈市变得越来越湿润，晴夜数大大下降，“德令哈市的暗夜和少云优势不复存在”。

位于德令哈市西部的冷湖镇，天文观测条件好于德令哈市。但由于冷湖镇自然条件恶劣，建立基础研究基地的成本较高，因此从未有人考虑过在此进行天文项目选址。2017年，受当地有关部门负责人邀请，邓李才决定到冷湖镇进行考察，希望找到适合中国未来大型天文设施的优良台址，同时为SONG项目找一个“新巢”。

给望远镜选址，如同在荒野中开路。邓李才在冷湖镇爬过的山都是原始野山，或位于戈壁之上，或在无人区之腹，有时几百公里内都见不到人影。

攀爬被积雪覆盖的山体，对邓李才来说是家常便饭。如果没带冰爪，登雪山会异常艰难和缓慢，一旦踩滑后果不堪设想。

即便如此，邓李才也从未想过要放弃“心中所爱”。“当你克服所有阻碍，爬上山顶看到雄伟壮丽的风景，你会觉得，一切都是值得的。”他说。

初次爬上冷湖镇的赛什腾山时，他对同行的伙伴说：“我们现在所走的每一步，都是人类在此留下的第一步。”

2018年初，在当地政府的协助下，国家天文台选址团队开始在赛什腾山进行选址工作。

通过分析一年多的监测数据，邓李才团队发现，即使是在厄尔尼诺效应非常严重的2018年到2019年，冷湖镇的天文晴夜占比依然超过60%，风速适中，沙尘影响几乎可以忽略不计。

截至目前，累计数据显示，赛什腾山顶视宁度小于0.75角秒的天数占监测总天数的比例超过50%。“这意味着，冷湖镇具备开展光学天文观测的优越条件。”他说。

一辈子只做好一件事

有时，邓李才一个月内要飞往冷湖镇3次，几乎每次都要攀登到赛什腾山顶。“有时候是因为望远镜被风吹倒了，有时候是因为网络出了故障，还有时候是因为电路出了问题……遇到突发情况，团队人员总会专门从北京赶到冷湖镇。”邓李才说。

令人高兴的是，一条通往赛什腾山顶的路即将开通。这条路大概在今年5月底就能完工，到时运输一些大型设备会方便很多。预计到今年年底，SONG项目会从德令哈市迁到冷湖镇。“不过，即使路修好了，我还是会爬赛什腾山。”邓李才说，登山是一种乐趣。

在意大利留学时，邓李才几乎爬完了阿尔卑斯东部所有的山。“第一次登山是在1991年，我们从一个缓坡爬上山梁，爬到中途，一座巨大而高耸的石灰岩陡峭山体突然出现在眼前，山的那种威严壮美令人难以忘怀。”邓李才回忆道。

“我曾经在登山时不小心掉进雪坑，积雪直接到了脖子，小伙伴费了好大劲才把我拉出来。”邓李才说，有一次他在半山腰的小木屋中休息，忽然听见“轰隆隆”的巨响，探头一看，原来是有直升机从头顶飞过。后来他得知，当天有7个人在攀岩过程中集体滑坠，直升飞机是来救援的。

但这些都没能让邓李才停下脚步，他喜欢刺激和挑战，不惧未知和危险。今年3月，科技日报记者曾和邓李才一起登顶赛什腾山。攀爬时，科技日报记者听他说的最多的一句话是：“慢慢地，一步一步走，每一步都要踩实才能迈出下一步！”

我国SONG项目启动至今，已经过去整整10年。这对于人的一生而言，并不短暂。谈及这10年过往，他只用一句“一辈子能把一件事做好，就非常不简单了”，便轻轻带过。

未来，邓李才愿把更多精力放在培养下一代“天文人”上。2016年，西华师范大学成立天文系，邓李才是首任系主任。这个系的成立凝聚了他10年的心血。“我希望中小学以后能有更多天文学教师，从师资层面改变中国天文学知识普及缺失的现状。”他说。