天文学家终于找到全世界最美的夜空!

《Nature》杂志发布了一项最新研究,在精算了地球地形、天候状态、城市光害后,天文学家公布了最佳观星地点,答案是:南极。

全世界最清晰的夜空视野,首选南极内陆

在观测星空时,首先要避开光害,这点连业余观测家都能明白,但除此之外,“大气乱流”(Atmospheric turbulence,又称大气紊流)。

大气乱流中的“乱流”,跟大家平时在搭飞机时,遇到的飞机“乱流”一样,是大气中小范围内的不稳定气流。在科学上,还分成“有形”跟“无形”的乱流。

有形乱流包含因空气受热不均衡而形成的对流、另一个则是地形关系影响的空气受热程度不同而导致的对流。无形乱流,则包含中纬度以上的喷射气流,以及飞机可能在高空时遇到的“晴空乱流”。在航空学中,大气的乱流是飞航安全的观测重点之一。

回到主题,大气乱流同样也会影响专业观星测量。要得到清楚(光学/红外线)图片的方法之一,就是找到一个能够排除受到乱流影响的地方。而科学家的答案是:南极高原。

南极大陆地表最高,夜空最美/清楚

排除光害、排除乱流,目前地球上已经有几个观星点,像是夏威夷或智力的望远镜,都符合低光害、高纬度的要求。

这次研究则指出,南极高原的特征是地表平均高度够高,加上冰层,平均高度大约4270米;加上上方的“大气边界层”(free atmosphere)又强又薄,在那之中的大气乱流相对较弱。两者加起来,就让南极高原脱颖而出,成为全球最佳的观星点之一。

天文学家用观测地“视相”(seeing number)来表示夜空观测的品质,以“弧秒”(arcseconds)为单位进行测量。若这个数字越小,则乱流的数字越小,代表可观测的视野更好。

夏威夷的视相为0.6弧秒,智利是0.8弧秒,而南极高原的视相为0.23到0.36弧秒,大大领先其他观测点。

南极的“视相”数值是目前全世界最高

在南极的穹顶C(Dome C,此为暂译),科学家发现观测值大概落在0.31与0.13弧秒之间。这已经是超乎预期的表现了,但好还有更好,科学家另外挑了一处进行测量,发现在南极内陆1,200公里处,跟C点同样高度的穹顶A(Dome A),有更惊人的观测结果。

另一篇论文中,来自中国、加拿大、澳洲的国际团队发现,穹顶A的视相高达0.26至0,36弧秒,这是前所未有最好的数值。

高海拔、低温,是优点也是缺点

天文学家高兴、科学家也高兴,但南极毕竟是一个不符合“人类活动”的环境。

寒冷在观测上是一大优势,但在南极高原上创建天文台,却是一个巨大工程,物资、人员,结构上也必需要能抵抗寒冷。

科学家总算找到地球上研究天文的最佳地点了,但他们真的能实现这个目标吗?让我们期待!

参考资料

Gizmodo、Nature、Phys.Org