南极冰穹A上的南极巡天望远镜

中国极地研究所领导的第28次南极科考队中的4位天文学家已完成首台巡天望远镜的安装。2011年11月3日,26位科考队员乘坐“雪龙号”极地考察船从中国天津开始出发,于11月29日到达南极大陆海岸处的中山站。同年12月16日科考队员向南极内陆进军,于2012年1月4日到达冰穹A,并于2012年1月24日完成望远镜的安装工作,在2月9日返还中山站。

该望远镜由国际上多家单位参与建造,包括中国南极天文中心、澳大利亚新南威尔士大学以及美国德克萨斯农业与机械大学等。

PLATO-A是昆仑站上提供能源与控制计算机的现场实验室,由新南威尔士大学设计建造。该大学领导PLATO-A研制小组的Michael Ashley教授说:“在原始的南极环境下一台孤立的望远镜能够做出和空间望远镜同样的科学研究,而花费仅为后者的百分之几。这是一个令人震惊的成果!”

整个天文台全自动化操作。AST3-1装备一个目前国际天文领域单片像素最高(110万)的CCD照相机,将通过监测银河系上亿的恒星,来搜索太阳系外恒星周围的行星。中国南极天文中心主任、德克萨斯农业与机械大学教授王力帆说:“AST3-1在整个南半球冬季可以进行连续观测,这样的性能必然使其成为天文学研究独一无二的一台观测设备。”

该自动天文台有一个当地的计算系统,实时分析CCD相机传来的海量观测数据,并从中寻找暂现源事件,比如超新星爆发或者伽玛暴余辉。超新星爆发起源于大质量恒星死亡,光度非常之亮以至于发生在银河系外的超新星都能在光学波段被探测到。Ia型超新星的观测直接导致宇宙加速膨胀的发现,这一成果去年被授予诺贝尔物理学奖。“首台AST3致力于发现爆后1天内就有可见光辐射的Ia型超新星”,王力帆教授如是说。对这类超新星进行较早的观测非常重要,有助于我们解开超新星爆发的物理机制之谜。这台望远镜还可以对伽玛射线暴的光学余辉进行观测。中国国家天文台、天津师范大学的科学家商朝晖教授说,“每次光学观测曝光2分钟之内我们就可以完成数据处理,从而在第一时间告诉科学合作小组是否有一颗新的超新星爆发。”

“南极天文台必须得经受得住地球上最极端的条件。在南极内陆,冬季的气温低至零下80摄氏度,大气压也是海平面处的一半”,南京天文与光学技术研究所的崔向群教授说,“望远镜的镜子表面和支撑结构必须有除霜功能,防止在上面结霜或者结冰。”

四年前,即2008年1月,中国南极科考队成功安装了PLATO观测台。PLATO收集的数据确认了具有低温、干燥、稳定大气的冰穹A是地球表面最佳的天文台址。

首台AST3望远镜可以完全远程控制,即它可以按照指令指向冰穹A可见夜空的任意方位进行观测。相对于CSTAR,2008年安装在冰穹A处不能转动的4个14.5公分口径的小望远镜阵列,首台AST3望远镜在技术上是一次巨大的飞跃。望远镜 CCD相机采用的帧传输读出方案可以避免使用机械快门,使系统更加坚固。


EurekAlert!





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