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中國科學家揭示慕士塔格觀測站在光學觀測領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢
2025年01月03日 16:20:14
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：5500
近日，來自中國科學院新疆天文臺光學天文與技術(shù)應(yīng)用研究室的研究人員，揭示了慕士塔格觀測站在光學觀測領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢。
光學湍流是影響天文觀測質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。具體來說指的是當光穿越大氣時，大氣折射率的隨機起伏會導(dǎo)致光發(fā)生折射和散射，從而讓觀測目標的圖像變得模糊。更直接的說，就是光學望遠鏡的空間分辨能力和觀測靈敏度受到影響，無法進行準確的高精度和高靈敏度天文觀測。
而光學湍流的嚴重程度，一般用光學湍流參數(shù)來量化。這項參數(shù)包含了大氣折射率結(jié)構(gòu)常數(shù) 、大氣相干長度、等暈角、大氣相干時間、湍流外尺度，這些可以通過理論計算和實驗測量等方法進行獲取和進一步分析。這些數(shù)據(jù)根本用途之一便是確定光學湍流情況以及分析其對觀測的影響，以獲得更準確的觀測結(jié)果和校正效果。理論上來說，光學湍流越小的地方，越適合建設(shè)大型光學天文望遠鏡。
就在近日，來自中國科學院新疆天文臺光學天文與技術(shù)應(yīng)用研究室的研究人員，揭示了慕士塔格觀測站在光學觀測領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢。
據(jù)悉，該結(jié)論是研究人員通過對慕士塔格觀測站大氣表層光學湍流的時空分布特征，及其與大氣物理條件的相關(guān)性深入研究后獲得的成果。研究人員通過長期、多高度的現(xiàn)場觀測慕士塔格觀測站30米塔上的5層超聲風速儀和6層高精度溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，基于局地均勻各向同性湍流理論框架，系統(tǒng)分析了光學湍流強度和視寧度在內(nèi)，相關(guān)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，并將其與地表溫度逆溫、雷諾數(shù)、風速等參數(shù)聯(lián)系起來進行進一步的分析。
最終，研究人員發(fā)現(xiàn)，慕士塔格觀測站的大氣光學湍流特性在日夜之間表現(xiàn)出顯著差異，且湍流對光學觀測的干擾隨高度增加而逐漸減弱。換言之，此處夜晚高處光學湍流弱，適合進行觀察。具體數(shù)據(jù)表明，慕士塔格觀測站夜間6至30米中位視寧度為0.24arcsec，能為高質(zhì)量的天文觀測提供理想條件。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)地表溫度逆溫現(xiàn)象也會影響視寧度的改善，逆溫和較低的風速條件下，更利于光學天文觀測。
而正如前文提到的，這對于建設(shè)大型光學天文望遠鏡有重要意義，該成果可以為測量點500米范圍內(nèi)建設(shè)望遠鏡提供可靠臺址光學湍流參數(shù)。
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