南极洲中心的天文台可以看到世界上最清晰的夜空。

 

研究人员在7月29日的《自然》在线版上报道，如果在南极高原中部的一座几层楼高的塔上建一个光学望远镜，它就能分辨出其他天文台通常能看到的天体特征的一半大小。通过观测大气层的最下面一层，即边界层，天文台可以获得如此清晰的视野。边界层是造成大量波动空气的原因，使望远镜的图像混乱不堪。

 

地球边界层的厚度在全球范围内是不同的。在赤道附近，它可能有几百米厚，限制了加纳利群岛和夏威夷等地一流光学望远镜的视野。这些望远镜通常无法分辨出小于0.6 - 0.8角秒的天体特征——在大约20米外，这一角秒的宽度相当于一根头发的宽度。

 

“但在南极洲，边界层真的很薄，”北京中国科学院的天文学家马斌说，沐鸣平台登陆线路“所以有可能把望远镜放在上面。”

 

马和同事们在南极洲东部的最高点“穹顶a”首次测量了夜间大气模糊。从2019年4月到8月，中国昆仑研究站一座8米高的高塔上的仪器追踪了地球大气湍流是如何扭曲入射的星光的。附近的一个气象站也监测了大气状况，如温度和风速。利用这些观测，研究人员描述了A穹顶的边界层及其对望远镜观测的影响。

 

边界层的平均厚度约为14米;结果，8米塔顶的光传感器只有三分之一的时间完全没有边界层模糊。但当这些仪器在这一层以上时，大气干扰非常低，沐鸣平台登陆线路以至于一台望远镜平均能在0.31弧秒的范围内分辨出天空的细节。最好的大气条件记录可以让望远镜看到小到0.13角秒的特征。

 

位于慕尼黑的欧洲南方天文台的应用物理学家Marc Sarazin说:“十分之一弧秒非常好。”他没有参与这项工作。这是“在智利或夏威夷莫纳克亚山很难做到的事情”。

 

研究人员发现，在南极高原的另一个地方，也就是被称为“圆顶c”的边界层上方，也有类似的极好的能见度。但是那里的边界层大约有30米厚，这使得在其上方建立天文台变得更加困难。马说，计划在昆仑15米高的塔上建造的光学望远镜可以利用“穹顶a”在边界层上方的恒星景观。这样清晰的望远镜图像可以帮助天文学家研究一系列天体，从太阳系天体到遥远的星系。