中智联手在智利北部建设天文观测基地

天体物理 · 2016-12-13 09:59:40

资料图：帕拉纳天文台　　太平洋东岸，智利北部，阿塔卡马高原沙漠边缘，海拔2600米的帕拉纳天文台。太阳西沉，4台8米口径的巨型光学望远镜渐次睁开“眼睛”，将目光投向浩瀚的南半球星空。借助这些“巡天巨眼”，人们发现一个又一个宇宙奥秘。就在不久前，科学家们在这里发现了一颗离地球仅4光年的行星，它被认为很可能存在生命。　　在距离帕拉纳天文台直线距离约30千米处，一座新的天文观测基地正在规划中。11月22日，中国国家天文台和智利北方天主教大学签订协议，将在智利北部合作建设天文观测基地。该基地一旦建成，将成为继南极站后，中国又一个海外天文观测基地。　　为什么是智利——公认的地面天文观测最佳地点　　2013年，中国与智利合作，在智利大学成立了中国科学院南美天文研究中心。3年来，该研究中心收获不小：促成学者、专家互访及合作研究，协助建立围绕特定科研课题的合作研究团队，目前在智工作一年以上的中国访问学者达10—15人；联合智利高校和中国企业共同建成“中智天文大数据中心”，进行天文观测数据的存储、运算、检索和分析。　　“作为中国的天文学工作者，能够在智利建设以我为主的大型观测设备，是两三代人几十年来的共同梦想。”中科院南美天文研究中心主任王仲说。　　为什么要来智利？因为这里海拔高、晴夜数多、视宁度好、空气干燥、夜天光暗，是天文学界公认的地面天文观测最佳地点。　　帕拉纳天文台是欧洲南方天文台设在智利的3个顶级观测基地之一。太平洋在这里遇到了突然隆起的安第斯山脉和阿塔卡马高原，从海平面到2600多米的山巅距离不到12千米。再加上太平洋洋流等因素的影响，这里的云层几乎恒定维持在海拔约1000米的高度，帕拉纳天文台也就拥有了超乎寻常的稳定天空气象环境，以及一年里约320个无云之夜的极佳观测条件。　　天文学家在观测天空时，会按照所处的北半球或南半球观测地，将天空对应分为北天区与南天区。南天区有很多优势资源，银河系的中心就在南天区，距离银河系最近的恒星星系大小麦哲伦星云也在南天区。除了天区互补，东西半球存在的时差也使在智利的观测与中国本土观测具有高度时域互补性。　　“同样是观测天空，智利的一晚能够给科学家们提供更多的信息，这对于科研工作至关重要。”帕拉纳天文台科学操作负责人斯特芬·密斯克说。　　正因为此，智利如今已成为世界上规模最大的光学天文实测基地，欧洲、美国、日本等长期在此发展天文科研，这里集中了全世界大部分口径8—10米的光学望远镜。到2020年，预计全球3/4大型望远镜都会集中到智利。　　对于中国天文学家而言，走进智利，就像走进“天文观测的奥林匹克赛场”，天文学领域最优秀的选手都集中在此，大量的科研及人力资源也汇聚于此，来到这里就能够最直接地接触和参与许多最新的项目和科研成果。　　为什么建天文观测基地——加速向天文学研究一流水平迈进　　对天文学研究来说，观测是采集数据的主要甚至唯一来源。在观测过程中，天文望远镜至关重要，尤其是那些顶级望远镜，它们能帮助科学家看得更远，发现更为暗弱的天体。而这些前所未见的天体中，往往隐藏着浩瀚宇宙当中亟待发现的奥秘。因此，拥有了望远镜的观测时间就拥有了科学研究最重要的资源。一般而言，顶级天文望远镜的观测时间很难获得，在智利做访问学者的中国天文学家何金华以欧洲南方天文台为例介绍说，“天文学家想申请到8米级望远镜观测时间的平均成功率仅在15%—20%左右”。　　智利多年来制定各种优惠政策鼓励其他国家到智利建立天文观测基地。作为回报，在智利的各国天文基地会给予智利天文工作者10%的望远镜观测时间。“中国在智利工作的科学家作为智利的合作伙伴，可以分享这10%的观测时间，我们的学者也就有机会使用世界顶级的观测设备。这个机会非常珍贵。”中科院南美天文中心的首席科学家黄家声说。　　然而对于志向高远的中国天文学家来说，这还远远不够。　　新一代的天文望远镜是实验型大科学工程当中最为精准复杂的设备之一，从某种程度上说，超大型的望远镜设备也代表了一个国家的高科技水准。近年来，中国天文学研究发展迅速，不久前在贵州落成的500米口径球面射电望远镜FAST项目吸引了世界的目光。然而，在天文学最为经典、研究工作也最为活跃的光学与近红外观测领域，中国与世界一流水平还存在很大差距。　　“要想真正达到天文学领域一流水平，只靠借用他人的望远镜是不行的，必须有属于自己的观测基地，发展自己的望远镜。”这个想法越来越成为在南美天文中心工作的学者们的共识：需要充分利用国际上最优秀的自然资源，以我为主进行天文研究，牵头组织一些大型国际科研项目，促进中国天文基础科学和技术领域的发展。　　中科院南美天文研究中心成立3年，在进行大量调研、实地考察等准备工作之后，建设天文观测基地的条件已逐渐成熟。3年来，南美天文研究中心与当地各科研机构和主管部门合作密切，已作为中国国家天文台的代表，获得智利政府认可的“国际科研组织地位”。王仲说，有了这个认证，中国在智利建设天文观测基地，就可与欧美国家一样，享受到智利政府提供的各种优惠政策。这在中国所有海外科研基地的建设中尚属首例。　　“1.0到2.0的升级换代”——中智天文合作的里程碑　　在这样的背景下，中国国家天文台与智利北方天主教大学合作建设天文观测基地的协议应运而生。　　从中科院南美天文研究中心到签署协议建立天文观测基地，从科研交流到“以我为主开展国际合作项目建设”，中国天文学家们用“1.0到2.0的升级换代”来形容这样的发展。终于，中国的天文设施有了参加国际天文奥林匹克竞赛的机会。　　该观测基地位于阿塔卡马沙漠边缘、文达罗尼斯山2900米的山巅，基地占地面积25平方千米，除天文观测以外，还将建设天文科普设施，为智利各大学的教学科研提供支持。与之比邻的还有欧洲南方天文台正在建设的世界上最大的39米光学红外望远镜。中国的观测基地被认为是智利北部最适合建造天文观测基地的地点之一。智利媒体《三点钟报》这样形容它所拥有的天空：极度干燥，空气穿透度极好，一年中超过85%的时间有清晰的天空，远离光污染。　　“过去5—10年，我们看到中国在天文学领域发展迅速，中国来到智利建设天文观测基地，有助于其天文学研究的迅速发展。”密斯克说。智利天文学家马克西米利·莫亚诺表示：“无论中国还是智利的天文学研究，都将因这次合作而受益，这是两国天文合作历史上的一个里程碑。”

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