冷湖:连接星辰与高原的仰望

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日期:2021-12-23 20:14:35    来源:科技日报    

科技日报记者 张蕴 通讯员 杜帅

“将青海冷湖打造成为国际一流光学天文研究的重要基地。”12月22日,中国科学院国家天文台、青海省科技厅、青海省海西藏族自治州人民政府在北京签署共建青海冷湖天文基地合作协议。此举,为青海在天时、地利之外,进一步擘画了深化省院合作的新方向、新领域、新课题,实现了科技创新和地方经济社会高质量发展的“共生”和“共赢”。

高原青海,将以冷湖天文台址建设为契机,用好一流资源、建好一流基地、干出一流业绩,最大限度发挥好冷湖台址的科学效益和社会效益,努力把冷湖打造成为青海优势资源的转化之地、科技创新的自强之地、国际天文学界的向往之地。

冷湖赛什腾山海拔4200米选址点C。中国科学院国家天文台供图

“第三极”上的科技自立自强

祁连山并不简单。“祁连”系匈奴语,匈奴呼天为“祁连”,是历史上匈奴人敬天法祖之地。赛什腾山,为祁连山脉西段支脉,位于柴达木盆地北部,隶属青海省海西州冷湖镇。继“中国天眼”之后,冷湖赛什腾山正在上演着我国仰望星空的又一创举。

美丽的青藏高原、青海省海西州是地球“第三极”上观天寻星的理想地点。早在20世纪80年代初,紫金山天文台就在德令哈市设立了青海站。前不久召开的2020年度国家科学技术奖励大会上,由青海省提名的“基于高精度脉泽天体测量的银河系旋臂结构研究”项目荣获国家自然科学奖二等奖,这更加坚定了青海探索领略宇宙魅力的步伐。

如何在西部欠发达省份实现高水平科技自立自强,走出“弯道超车”和“弱鸟先飞”的科技创新路径,青海将主意打到了“天上”。依托青海冷湖地区良好地理空间资源,塑造青海天文领域学科优势、打造世界一流的天文观测基地,就是青海作出的最好回答。

青海冷湖赛什腾山海拔高、地域辽阔、大气透明度高、云量覆盖和温湿度偏低,布局天文大科学装置优势十分明显。青海省委、省政府高度重视冷湖天文大科学装置建设。省委书记、省人大常委会主任王建军多次作出指示,省委副书记、省长信长星先后四次作出批示,并亲临冷湖天文观测基地调研指导工作,要求充分发挥冷湖优质星空资源和天文观测环境的优势,大力提升青海创新能力,更好融入国家战略。站上“利国惠青”的高度,冷湖天文大科学装置建设一路稳步疾行。

然而,赛什腾山不是一天“建成”的。天文学是孕育重大原创发现的前沿科学,也是推动科技进步和创新的战略制高点。天文大科学装置是探索宇宙,为国家天文和空间科学等战略需求提供科技支撑的重要载体。2017年,青海省科技部门、海西州政府与中科院国家天文台、紫金山天文台等科研机构、高校签订合作协议,共同开展青海省范围内天文台址资源考察。2019年,青海省设立首个省级基础研究重大专项“天文大科学装置冷湖台址监测与先导科学研究”,资助经费1500万元,依托中科院紫金山天文台青海观测站,组织中科院国家天文台、紫金山天文台、青海省气象科学研究所、西华师范大学、青海大学等11家单位,联合面向国家中长期天文大科学装置布局需求,在青海省全域台址筛查的基础上,重点勘测海西冷湖地区及柴达木盆地周边天文观测条件。结合前期勘察工作,通过项目持续观测,积累了超过三年的关键科学监测数据,项目获得了阶段性科研成果。

面对打造冷湖国际一流天文观测基地这一项基础性、前沿性难题,2019年,青海省政府成立了由李杰翔常务副省长为组长、张黎副省长和杨志文副省长为副组长的冷湖天文观测基地建设工作领导小组,全面统筹和组织实施基地建设工作,先后多次召开领导小组会议,统一思想认识、安排部署工作、研究解决问题、现场调研指导,有力推进各项工作取得积极进展。

推进青海冷湖国际一流天文观测基地建设发布会现场。青海省科技厅供图

东半球迎来赛什腾山“视角”

北京时间2021年8月18日23时,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)发表了由中科院国家天文台、中科院大学、西华师范大学、中科院地质与地球物理研究所、中科院紫金山天文台青海观测站等团队的研究人员联合完成的一项研究,题为《青藏高原上的冷湖天文台址》(Lenghu on the Tibetan Plateau as an astronomical observing site),天文台选址团队根据连续3年完整的观测数据分析,认定冷湖镇赛什腾地区为世界级天文台址。通过与世界其他知名天文台址参数比较,冷湖台址的优质晴夜时间占比为70%,关键参数视宁度的中位值是0.75角秒,大约75%的数据低于1角秒,夜间可沉降水汽柱密度在2毫米以下的时间占比为55%,夜间台址点气温起伏(峰谷差)中位值仅为2.4度,区域内以西北风为主,风速的中位值为4.5米/秒,等等,这标志着海拔4200多米的冷湖赛什腾山观测条件可比肩国际一流大型天文台。

冷湖国际一流台址的发现,打破了长期制约我国光学天文观测发展的瓶颈,为我国光学天文发展创造了重大机遇。同时,冷湖台址有效填补了从夏威夷到欧洲间东半球国际级天文台址的“空白区”,作为“闭环”上的关键一环,将构成一个完整的24小时时域、空域接力观测网络,作出对全世界天文学界的贡献。冷湖赛什腾山既是青海的、又是全国的、更是国际光学天文发展不可多得的宝贵资源。

国际级别赛什腾山正在吸引更多属于它的“眼睛”。2021年5月,青海省政府与清华大学签署协议,计划用7年左右的时间,在青海冷湖建设一架口径6.5米的宽视场(光谱)巡天望远镜,并以此为基础开展全方位的天文学研究,作为已明确落地项目中口径最大的天文望远镜,该项目的落地实施将为在冷湖打造世界级天文观测基地奠定坚实基础。现已落户冷湖赛什腾山的5个科研单位7个光学望远镜装置建设进展顺利。通过开展宽视场、高频次、多波段的光学影像巡天,探索发现引力波事件、伽马暴、快速射电暴的光学对应体等研究,吸引了越来越多高校和科研院所提出在冷湖合作建设光学望远镜项目的意向。目前,和冷湖签署落地协议的望远镜项目多数已经进入建设和设备安装阶段,望远镜数量达到30个(含一个阵列项目中的望远镜),届时冷湖将成为中国甚至亚洲最大的天文台。

关键词: 冷湖 星辰 高原

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