Lago Frío Histórico
El Arco de la Vía Láctea en el día de San Valentín chino de 2021, fotografiado en el punto C de Saisteng en construcción. Foto proporcionada por Hong Wenhan
Panorama Después de la nieve en Saishiteng en el invierno de 2020, todo el observatorio queda envuelto por el resplandor del sol poniente, con la vasta cuenca de Qaidam en la distancia. Foto proporcionada por Deng
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Los sitios de observación óptica/infrarroja son recursos extremadamente valiosos y escasos. Actualmente, los únicos mejores lugares reconocidos internacionalmente son las montañas del norte de Chile, Mauna Kea en Hawaii y el domo de hielo interior de la Antártida. Entre ellos, Chile, que tiene una gran área de excelentes sitios de observación, ha promovido vigorosamente el desarrollo de la astronomía como política nacional, atrayendo 68 instalaciones terrestres de observación óptica/infrarroja y de radioastronomía de alta frecuencia de todo el mundo. El famoso Very Large Telescope (VLT) construido por el Observatorio Europeo Austral se encuentra en Chile. El "asentamiento" de estas instalaciones de observación astronómica le ha otorgado a Chile enormes oportunidades de desarrollo y espacio en investigación de vanguardia, tecnología de punta, economía social y otros aspectos.
La comunidad astronómica de mi país concede gran importancia a la selección del sitio de la astronomía óptica y comenzó a implementarla en la región occidental de mi país en la década de 1990. ¿Qué se necesita para un sitio óptimo? Deng, investigador jefe del Observatorio Astronómico Nacional, dijo que las observaciones desde la tierra hasta el aire necesitan penetrar la atmósfera terrestre, por lo que hay menos días nublados y más días soleados. La calidad de los días soleados es mejor, es decir, la visibilidad. es bueno.
Explicó además que la luz de las estrellas llega a los ojos y a los dispositivos de las personas a través de la atmósfera. La compresión o expansión de la atmósfera provoca el flujo caótico de aire. La luz se curva y tiembla al pasar por estos lugares, por lo que la gente suele ver. estrellas "guiño". "Cuanto más se parpadea, peor es la visibilidad".
Si hay polvo en el aire, será absorbido o dispersado por la atmósfera, por lo que el aire local debe estar especialmente limpio. Además, para lograr el objetivo científico final, los investigadores necesitan observar la luz infrarroja con longitudes de onda más largas como un medio importante para obtener información astrofísica importante. Debido a que el vapor de agua absorbe fuertemente la luz infrarroja, el contenido de vapor de agua en el observatorio desde el suelo hasta la parte superior de la atmósfera es particularmente bajo.
Estas estrictas condiciones excluyen a muchos sitios web. A partir de 2017, el equipo de investigación de Deng aprovechó la oportunidad para llevar a cabo proyectos de investigación científica en Qinghai y cooperó con el gobierno local de Lenghu, prefectura de Haixi, para iniciar trabajos de búsqueda in situ en la zona deshabitada de la prefectura occidental de Haixi.
Lenghu sin contaminación lumínica
Lenghu, ubicada en la prefectura de Haixi, provincia de Qinghai, fue una vez una importante zona productora de petróleo en China. A medida que los recursos petroleros se agotaron en la década de 1980, Cold Lake se redujo gradualmente hasta convertirse en una pequeña ciudad de sólo 800 residentes. Precisamente debido a su pequeña población, en la zona casi no hay contaminación lumínica y el cielo estrellado por la noche es especialmente claro.
Con su entorno geológico y de relieve similar al de Marte y sus recursos del cielo nocturno de alta calidad, Lenghu está construyendo una "ciudad de Marte" que integra la ciencia popular, la ciencia popular y la ciencia ficción. En 2017, funcionarios locales que buscaban transformación y desarrollo se acercaron a Deng con la esperanza de presentar proyectos astronómicos.
Sin embargo, Deng también tenía preocupaciones. Le preocupa que una vez que este lago frío escasamente poblado con un hermoso cielo estrellado se convierta en un punto de encuentro entre las celebridades de Internet, destruya los recursos originales del cielo nocturno. Después de que las negociaciones de cooperación se estancaron durante una semana, los funcionarios locales se le acercaron con un documento pelirrojo: toda el área de Cold Lake fue designada como área protegida nocturna. "La contaminación lumínica es un problema al que se enfrentan los observatorios de todo el mundo. Lenghu resolvió este problema antes de que comenzara el proyecto".
En mayo de 2018, el equipo de Deng llegó a la montaña Lenghu Seshteng para inspeccionar esta "Montaña Madre". Las primeras huellas humanas. "Seshiteng es mongol y tiene dos significados. Uno es repentino, como una montaña que se eleva repentinamente en el Gobi, y el otro significa despertar". Deng dijo que cuando el helicóptero lo envió por primera vez a la altitud. Al escalar la montaña Seshten de 4.200 metros, Descubrió que las condiciones locales eran ideales.
La zona de Cold Lake tiene largas horas de sol, muy pocas precipitaciones, cielos nocturnos despejados y muy buenas condiciones climáticas registradas en la historia. Pero en el pasado la gente pensaba que era polvoriento e inadecuado para un observatorio. La situación en el lugar subvirtió la comprensión de todos. Deng dijo que si la montaña es suave, el polvo se moverá con la montaña.
Sin embargo, hay montañas a poca distancia en el área de Cold Lake. La diferencia de altura entre Seshteng y la cuenca Qaidam debajo es de más de 1.000 metros, y el polvo rara vez llega a la cima. "Incluso si hay una tormenta de arena en la ciudad de Lenghu, una vez que llegues a la cima de la montaña, el cielo que verás seguirá siendo azul".
Escalar la montaña con el equipo a la espalda
El equipo de investigación finalmente decidió escalar la montaña a una altitud de 4.200 metros. Se realiza una selección de sitio de punto fijo en un punto de elevación de 1,5 metros (Área C de Saishiteng). El gobierno de la prefectura de Haixi llamó a helicópteros para transportar los materiales de construcción en la plataforma de observación hasta el lugar de selección del sitio. Sin embargo, la operación y el mantenimiento posteriores del equipo de medición de parámetros deben depender del equipo de Deng, lo cual no es fácil. En ese momento, no había caminos que condujeran al punto de monitoreo en el área montañosa, por lo que el equipo de selección del sitio necesitaba mano de obra para transportar diversos instrumentos y equipos para escalar la montaña.
“Subimos la montaña para mantener y actualizar el equipo unas diez veces. Subimos desde la ladera de 3.200 metros a la que se puede llegar en vehículos todo terreno al pie de la montaña hasta la cima de la montaña. montaña a 4.200 metros de altitud”. Ante el desafío del mal de altura, Deng, amante del montañismo, necesita dos horas y media para escalar seis kilómetros con 10 kilogramos de suministros, mientras que sus colegas tardaron entre tres y cinco horas. . Esta difícil tarea siempre conlleva peligros. Una vez, Deng resbaló y cayó por una pendiente. Al final de la pendiente había un acantilado. Rápidamente estiró sus extremidades para aumentar el área de fricción y luego se detuvo. Dijo que todos los miembros del equipo del proyecto tuvieron experiencias similares y algunos incluso pasaron la noche en el desierto.
A principios del invierno de 2018, Deng se dirigía a escalar montañas. Foto proporcionada por Tian Cairang
Las condiciones en la montaña son aún peores. "Por la noche, hay que ponerse una chaqueta polar y unos pantalones acolchados, meterse en un saco de dormir a -30 grados centígrados y cubrirse con cinco edredones. Apenas hace suficiente frío, por eso los investigadores han gastado mucho". de esfuerzo desarrollando software que permite a los investigadores observar de forma remota y controlar equipos.
El equipo superó muchas dificultades y finalmente obtuvo datos concluyentes sobre las condiciones de observación óptica/infrarroja del monte Saishiteng. Para evitar que diversos factores no científicos interfieran con la selección del sitio de instalaciones de observación astronómica a gran escala y garantizar la confiabilidad y equidad de los datos, todos los datos brutos recopilados por el proyecto se hacen públicos en tiempo real durante toda la selección del sitio. proceso.
La estrella que no parpadea.
A finales de 2020, el equipo había acumulado 3 años de datos de seguimiento del sitio. El análisis estadístico muestra que la visibilidad media en el Área C (punto de elevación de 4200 m) de la montaña Saishiteng en Cold Lake es de 0,75 segundos. Este parámetro es aproximadamente el mismo que los datos del mismo período para los mejores sitios internacionales. En comparación, el Telescopio Guo Shoujing (LAMOST), ubicado en Lianyingzhai, condado de Xinglong, provincia de Hebei, tiene un ángulo de visión de 65438 ± 0,5 segundos de arco, el doble que el primero.
¿Cuál es el concepto de 0,75 segundos de arco? Deng dijo que un círculo se corta en 360 partes, cada parte tiene un grado y un grado se corta en 3600 partes, una de las cuales es un segundo de arco. 0,75 segundos de arco es un ángulo tan pequeño que el ojo no puede distinguirlo. "Cuanto más pequeñas son las dioptrías, más estables son los objetos celestes observados. El 'parpadeo' de las estrellas que se ven en la ciudad se siente muy hermoso. Desde aquí, las estrellas básicamente no parpadean, lo cual es muy beneficioso para las observaciones astronómicas".
Para objetivos científicos extremos como el origen de la materia y el origen de la vida, la mejor ventana está en la banda infrarroja. La humedad atmosférica absorbe fuertemente la luz infrarroja, por lo que el indicador del sitio más importante es el vapor de agua condensable (PWV). En este índice, el sitio de Cold Lake Saisten es el más superior de todos los sitios de clase mundial en latitudes medias.
Según el análisis cuantitativo integral del tiempo observable y la visibilidad, la calidad del Monte Seshten es mejor que la de otras estaciones en la meseta tibetana, y es básicamente la misma que la de Mauna Kea en Hawaii y otras estaciones de observación en Chile. .
65438 El 20 de febrero de 2020, el telescopio 50BiN instalado por la Universidad Normal del Oeste de China y el Observatorio Astronómico Nacional realizaron observaciones de prueba. Esta es la primera luz en la Base de Observación Astronómica de Lenghu, y es la primera vez que un observatorio o equipo de observación astronómica ve un objetivo en el cielo.
“El descubrimiento del sitio de clase mundial de Lenghu ha roto el cuello de botella que durante mucho tiempo ha restringido el desarrollo de la astronomía óptica en nuestro país y ha creado importantes oportunidades para el desarrollo de la astronomía óptica en nuestro país”. dijo, especialmente la ubicación geográfica de Lenghu El área de longitud también es un área en blanco para los telescopios ópticos a gran escala en el mundo. Las observaciones astronómicas a menudo requieren observaciones de relevo en el tiempo y el espacio. Por lo tanto, Cold Lake, un sitio de clase mundial, es también un recurso valioso para el desarrollo de la astronomía óptica internacional.
El telescopio se asentará
Para aprovechar al máximo el potencial científico del sitio de Lenghu, la Academia de Ciencias de China unirá fuerzas con el gobierno provincial de Qinghai para proteger el recursos del sitio lo antes posible para evitar el impacto de actividades humanas como la iluminación y, por otro lado, en términos de realizar una planificación y diseño unificados para el desarrollo futuro de las principales instalaciones de observación.
Deng dijo que para proteger el ambiente nocturno oscuro, la iluminación empresarial de Lenghu, la iluminación municipal y la iluminación doméstica tienen las regulaciones correspondientes, y las violaciones serán castigadas. "La población permanente local es muy pequeña. Los viajeros vienen al desierto para disfrutar del cielo estrellado y los accidentes geográficos, por lo que ni los turistas ni los lugareños dañarán el ambiente nocturno oscuro y ejercerán poca presión sobre la protección de las ruinas. Sin embargo, el gobierno aún otorga Es de gran importancia para esto. Acerca de Se están elaborando leyes y regulaciones para la protección nocturna."
En la actualidad, el telescopio de rastreo de 2,5 metros de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, el Telescopio Song de 1 metro y el Telescopio Solar de Infrarrojo Medio de 1 metro del Observatorio Astronómico Nacional de la Academia de Ciencias de China, y los binoculares de 50 bin de la Universidad Normal del Oeste de China y los telescopios de observación planetaria de 1,8 metros y 80 centímetros del Instituto de Geología y Geofísica. Sobre la plataforma se han construido las sedes de la Academia China de Ciencias. En el futuro se "instalarán" aquí más telescopios.
En mayo de 2021, la provincia de Qinghai y la Universidad de Tsinghua firmaron un acuerdo para construir un telescopio de rastreo (espectral) de campo ancho de 6,5 metros en Lenghu, Qinghai, en aproximadamente 7 años, y sobre esta base, llevar a cabo Investigación astronómica integral. Deng reveló que la mayoría de los proyectos de telescopios actualmente contratados con Cold Lake han entrado en la etapa de construcción e instalación de equipos, y el número de telescopios ha llegado a 30 (un telescopio está en un proyecto de conjunto). Para entonces, Lenghu se convertirá en el observatorio más grande de China e incluso de Asia.
"El próximo objetivo de aterrizaje que tengo en mente es el telescopio óptico/infrarrojo de gran apertura de China, ¡12 metros o incluso más!"
Más información: Telescopios ópticos y radiotelescopios
Los telescopios ópticos son los primeros telescopios inventados por los humanos y funcionan con luz visible (es decir, luz que puede ser vista por el ojo humano). En comparación con el ojo humano, los telescopios ópticos pueden aumentar la concentración de luz, mejorar la resolución y son más fáciles de apuntar a objetos celestes y observarlos durante mucho tiempo. El telescopio Guo Shoujing es un telescopio óptico.
Limitados por el tamaño de los telescopios ópticos, muchos objetos celestes distantes no pueden ser detectados por los telescopios ópticos. Los cuerpos celestes del universo no sólo irradian ondas de luz visible, sino que también irradian continuamente ondas electromagnéticas con longitudes de onda mayores que las ondas de luz. A partir de este fenómeno, los científicos inventaron el radiotelescopio. Un radiotelescopio típico es como la tapa de una olla grande, como el telescopio FAST. Debido a que las ondas de radio pueden atravesar las nubes y el polvo, se pueden realizar observaciones continuas con radiotelescopios sin verse limitados por los días lluviosos y las noches oscuras.
El editor Fan Yijing corrigió a Li Lijun.