世界級(jí)天文臺(tái)址落戶中國(guó)“無人區(qū)”，冷湖不“冷”！

位于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市的冷湖鎮(zhèn)，因?yàn)槿藷熛∩?、荒涼至極，有個(gè)別稱——火星小鎮(zhèn)。

2017年，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)踏上了這片與世隔絕的無人區(qū)，他們此行的目的，是尋找一處像智利北部山區(qū)、美國(guó)夏威夷莫納卡亞峰和南極內(nèi)陸冰穹地區(qū)那樣的世界一流光學(xué)觀測(cè)臺(tái)址。2021年，團(tuán)隊(duì)將一篇論文發(fā)表在《自然》雜志上時(shí)，很快引發(fā)了國(guó)際天文學(xué)界的震動(dòng)：中國(guó)科學(xué)家找到一個(gè)可與世界頂級(jí)天文臺(tái)址比肩的潛在天文觀測(cè)點(diǎn)，并且是迄今為止東半球唯一的世界級(jí)天文觀測(cè)基地！

2024年年初，鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)獲得了“2023年中國(guó)科學(xué)院年度團(tuán)隊(duì)”稱號(hào)。而在這項(xiàng)榮譽(yù)背后，是一座世界級(jí)一流天文觀測(cè)基地從無到有的故事。

AIMS望遠(yuǎn)鏡在賽什騰山上的圓頂（圖源：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)）

戰(zhàn)略性稀缺資源光學(xué)觀測(cè)臺(tái)

光學(xué)是天文學(xué)的根本，而光學(xué)觀測(cè)臺(tái)址是天文學(xué)領(lǐng)域極其寶貴的戰(zhàn)略性稀缺資源。比如，智利就依托大面積極佳的觀測(cè)臺(tái)址，將發(fā)展天文事業(yè)作為國(guó)策大力推動(dòng)，引得全世界68%的地基光學(xué)/紅外、高頻射電天文觀測(cè)設(shè)施都來落戶，贏得了巨大的發(fā)展機(jī)遇和空間。

優(yōu)秀光學(xué)觀測(cè)臺(tái)的選址，既要考慮視寧度、水汽、晴天數(shù)等科學(xué)因素，也要考慮交通、通信、水電等后勤因素，非常難得。而在我國(guó)，長(zhǎng)期缺乏滿足相關(guān)條件的世界一流觀測(cè)臺(tái)址，一直困擾著學(xué)科的發(fā)展。因此，世界一流觀測(cè)臺(tái)的尋址行動(dòng)意義重大，關(guān)乎我國(guó)未來空天活動(dòng)和相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的表現(xiàn)。

視寧度0.75角秒得來不易

早在第二次青藏高原科考時(shí)，冷湖地區(qū)就成為一個(gè)可供選擇的光學(xué)觀測(cè)臺(tái)址，這里日照充足、降水極低、夜空晴朗，歷史記錄的天氣條件十分好，鄧?yán)畈艌F(tuán)隊(duì)在一系列準(zhǔn)備工作后，鎖定了冷湖的賽什騰山作為臺(tái)址。

2018年起，在當(dāng)?shù)卣С窒拢瑘F(tuán)隊(duì)歷經(jīng)重重困難，以手提肩扛的方式將所需的儀器設(shè)備運(yùn)抵山上，對(duì)冷湖賽什騰山區(qū)4200米海拔標(biāo)高點(diǎn)（賽什騰C區(qū)）定點(diǎn)選址，對(duì)相關(guān)地域的晴夜數(shù)量、晴夜背景亮度和氣象展開連續(xù)監(jiān)測(cè)，獲取了大量有用的關(guān)鍵監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。其間，為保障參數(shù)監(jiān)測(cè)的連續(xù)性，團(tuán)隊(duì)成員幾十次冒險(xiǎn)攀登，頂著嚴(yán)寒對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)維護(hù)。3年選址建造和監(jiān)測(cè)，可謂歷盡艱辛。

最終，通過連續(xù)3年的數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)得出令人驚喜的結(jié)論——臺(tái)址的視寧度中值為0.75角秒。這意味著什么呢？

視寧度是指望遠(yuǎn)鏡顯示圖像的清晰度，角秒是度量角度的單位，1角秒等于1/3600度，視寧度中值小于1角秒即可被視作進(jìn)行天文觀測(cè)的理想數(shù)值，而冷湖地區(qū)的視寧度中值只有0.75角秒，這意味著它與國(guó)際公認(rèn)的幾大頂級(jí)天文臺(tái)同期數(shù)據(jù)基本持平，當(dāng)?shù)氐拇髿夥€(wěn)定度極其優(yōu)秀。這也成為這處臺(tái)址的最大亮點(diǎn)。

初期選址時(shí)賽什騰山上唯一可以過夜的小木屋（圖源：中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)）

法規(guī)護(hù)航“暗夜保護(hù)區(qū)”

除了優(yōu)質(zhì)晴夜多、寒冷多風(fēng)、干燥少雨等滿足國(guó)際一流天文臺(tái)址的基本條件，鄧?yán)畈疟硎?，冷湖的光環(huán)境可以說是全世界最暗的（之一）。

作為戰(zhàn)略性稀缺資源，冷湖觀測(cè)臺(tái)必須極力避免光污染。為此，青海省十三屆人大常委會(huì)第三十五次會(huì)議審查批準(zhǔn)了我國(guó)首部暗夜星空保護(hù)地方性法規(guī)——《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測(cè)環(huán)境保護(hù)條例》，將冷湖天文觀測(cè)環(huán)境劃分為暗夜保護(hù)核心區(qū)和暗夜保護(hù)緩沖區(qū)，在臺(tái)址50公里半徑范圍內(nèi)的核心區(qū)制定了非常嚴(yán)苛的燈光管制條件，核心區(qū)外圍50公里半徑范圍為緩沖區(qū)，限制燈光發(fā)展。因?yàn)榈靥師o人區(qū)，相關(guān)法規(guī)并不會(huì)對(duì)居民生活造成影響。

2023年1月1日起，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測(cè)環(huán)境保護(hù)條例》正式施行，暗夜星空有了自己的法規(guī)守護(hù)者。

石油小鎮(zhèn)變身天文小鎮(zhèn)

20世紀(jì)50年代，冷湖地區(qū)發(fā)現(xiàn)了豐富的石油資源，石油工人在荒漠里建起自己的家園，冷湖也一度被稱為“石油小鎮(zhèn)”，但隨著資源逐漸枯竭，80年代以后當(dāng)?shù)卦俣葰w于沉寂。而隨著冷湖天文觀測(cè)臺(tái)的建造，近些年已有11家科研機(jī)構(gòu)的12個(gè)科研項(xiàng)目、43臺(tái)望遠(yuǎn)鏡落地冷湖，當(dāng)?shù)匾呀?jīng)成為亞洲最大的天文觀測(cè)基地。

如今，每年夏天，都有各地的小朋友來到冷湖，用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)迷人的太空，在與科學(xué)和科學(xué)家的近距離接觸中愛上科學(xué)。冷湖也從沒落的石油小鎮(zhèn)，搖身變?yōu)闊狒[的天文小鎮(zhèn)。