天文學專家鄧李才:踏遍千萬高山 他終於給望遠鏡找到家_風聞
德不孤-新闻搬运工2019-06-07 14:51
鄧李才在調試望遠鏡
在北京首都國際機場,一個穿着衝鋒衣、運動褲,揹着巨大登山包的人很容易就會引起你的注意。他目光犀利,腳步匆匆,全然不顧褲腿兒和運動鞋上還沾着一些泥。這個典型登山家模樣的人,是中國科學院國家天文台首席研究員、西華師範大學物理與空間科學院天文系主任鄧李才。
前段時間,他帶領的研究團隊作為主力軍,首次向人類展示了銀河系恆星外盤驚人的翹曲結構,相關成果發表在學術期刊《自然·天文》上。
鄧李才剛剛結束一次艱難的登山之行,登山地名為賽什騰,海拔約4250米,位於青海省海西州茫崖市下屬的冷湖鎮,在柴達木盆地的西北邊緣。長途跋涉近10個小時後,風塵僕僕的他終於趕在夜深前飛抵北京。
爬遍當地所有備選高山
在賽什騰山頂上,有兩台測量視寧度的望遠鏡。其中一台由鄧李才及其團隊負責,服務於大型光學望遠鏡項目,其中包括我國的SONG(Stellar Observations Network Group,全球網絡觀測望遠鏡)項目。這是我國天文界參與的一個國際性天文學研究計劃。
“望遠鏡的觀測活動通常在夜晚進行,到了白天,單個站點的觀測就會中斷。為此,天文學家提出,聯合各國望遠鏡實現接力式觀測。具體而言,就是一個國家的望遠鏡處於白天時,另一個國家的望遠鏡剛好迎來夜晚,可以繼續對某個目標進行觀測。通過這種接力式觀測方式,科學家可獲得長期連續的數據。”鄧李才告訴科技日報記者,SONG項目的目標是尋找系外行星和測量恆星的震動。
2008年,國際天文學聯合會(IAU)在三亞舉辦了一場會議。在場的幾位外國天文學家和鄧李才討論了SONG項目並希望中國參與。項目隨後在國家天文台獲批,2009年鄧李才和團隊着手開展選址工作。
這不是件簡單的事。為保證望遠鏡運行和觀測效果,選址需要考慮至少3方面因素。首先是天光背景。“黑暗的地方觀測效果會更好,燈光是望遠鏡的‘背景噪聲’。”鄧李才説,“晴天也很重要,此外還要考慮視寧度。”
受空氣流動和地表晝夜温差影響,近地面層的空氣易形成湍流,所以平地的視寧度往往較差。為此,大型天文望遠鏡項目通常選擇地形較高的地區作為站址。“青藏高原人口稀少,幾乎不受城市燈光影響。空氣稀薄且潔淨度高,部分地區降水和雲量都極少,這裏對觀測的干擾相對較少。”鄧李才説。
2009年至2012年,鄧李才和團隊一直在青海省海西州的德令哈市附近為SONG項目選址。那時,鄧李才爬過當地所有能用於放置望遠鏡的高山,每座海拔都在4000米以上。“上山前,我們會分析這座山的山形、位置、與城市的距離等。”鄧李才笑着説,越不適合人類居住的地方,天文觀測條件往往越好。
“當時,德令哈市一年的晴日晴夜數佔2/3,視寧度中值為1.5角秒。對於SONG項目的一米望遠鏡而言,‘住’在這裏是不錯的選擇。”鄧李才説。
SONG一米望遠鏡初光後的照片
2013年,我國SONG項目落户德令哈市東郊,這是在我國西部高原落地的首個有着明確科學目標的光學天文項目。
為望遠鏡尋覓“新家”
望遠鏡投入使用,最重要的意義在於,科研人員能利用其獲取第一手觀測數據。鄧李才告訴科技日報記者,望遠鏡投入科學運行後狀態很好,僅2015年他和相關研究團隊在具有國際影響力的天文學期刊上就發表了十餘篇文章。
可沒想到,運行近6年後,望遠鏡突然陷入被撤走的困境。
隨着德令哈市城市化進程的不斷加快,燈光、粉塵和電磁干擾嚴重製約瞭望遠鏡的觀測能力。加上受到厄爾尼諾效應的影響,原本乾燥少雨的德令哈市變得越來越濕潤,晴夜數大大下降,“德令哈市的暗夜和少雲優勢不復存在”。
位於德令哈市西部的冷湖鎮,天文觀測條件好於德令哈市。但由於冷湖鎮自然條件惡劣,建立基礎研究基地的成本較高,因此從未有人考慮過在此進行天文項目選址。2017年,受當地有關部門負責人邀請,鄧李才決定到冷湖鎮進行考察,希望找到適合中國未來大型天文設施的優良台址,同時為SONG項目找一個“新巢”。
給望遠鏡選址,如同在荒野中開路。鄧李才在冷湖鎮爬過的山都是原始野山,或位於戈壁之上,或在無人區之腹,有時幾百公里內都見不到人影。
攀爬被積雪覆蓋的山體,對鄧李才來説是家常便飯。如果沒帶冰爪,登雪山會異常艱難和緩慢,一旦踩滑後果不堪設想。
即便如此,鄧李才也從未想過要放棄“心中所愛”。“當你克服所有阻礙,爬上山頂看到雄偉壯麗的風景,你會覺得,一切都是值得的。”他説。
初次爬上冷湖鎮的賽什騰山時,他對同行的夥伴説:“我們現在所走的每一步,都是人類在此留下的第一步。”
2018年初,在當地政府的協助下,國家天文台選址團隊開始在賽什騰山進行選址工作。
通過分析一年多的監測數據,鄧李才團隊發現,即使是在厄爾尼諾效應非常嚴重的2018年到2019年,冷湖鎮的天文晴夜佔比依然超過60%,風速適中,沙塵影響幾乎可以忽略不計。
截至目前,累計數據顯示,賽什騰山頂視寧度小於0.75角秒的天數佔監測總天數的比例超過50%。“這意味着,冷湖鎮具備開展光學天文觀測的優越條件。”他説。
一輩子只做好一件事
有時,鄧李才一個月內要飛往冷湖鎮3次,幾乎每次都要攀登到賽什騰山頂。“有時候是因為望遠鏡被風吹倒了,有時候是因為網絡出了故障,還有時候是因為電路出了問題……遇到突發情況,團隊人員總會專門從北京趕到冷湖鎮。”鄧李才説。
鄧李才(中)準備攀登賽什騰山,去4200米的選址點工作。
令人高興的是,一條通往賽什騰山頂的路即將開通。這條路大概在今年5月底就能完工,到時運輸一些大型設備會方便很多。預計到今年年底,SONG項目會從德令哈市遷到冷湖鎮。“不過,即使路修好了,我還是會爬賽什騰山。”鄧李才説,登山是一種樂趣。
在意大利留學時,鄧李才幾乎爬完了阿爾卑斯東部所有的山。“第一次登山是在1991年,我們從一個緩坡爬上山樑,爬到中途,一座巨大而高聳的石灰岩陡峭山體突然出現在眼前,山的那種威嚴壯美令人難以忘懷。”鄧李才回憶道。
“我曾經在登山時不小心掉進雪坑,積雪直接到了脖子,小夥伴費了好大勁才把我拉出來。”鄧李才説,有一次他在半山腰的小木屋中休息,忽然聽見“轟隆隆”的巨響,探頭一看,原來是有直升機從頭頂飛過。後來他得知,當天有7個人在攀巖過程中集體滑墜,直升飛機是來救援的。
但這些都沒能讓鄧李才停下腳步,他喜歡刺激和挑戰,不懼未知和危險。今年3月,科技日報記者曾和鄧李才一起登頂賽什騰山。攀爬時,科技日報記者聽他説的最多的一句話是:“慢慢地,一步一步走,每一步都要踩實才能邁出下一步!”
我國SONG項目啓動至今,已經過去整整10年。這對於人的一生而言,並不短暫。談及這10年過往,他只用一句“一輩子能把一件事做好,就非常不簡單了”,便輕輕帶過。
未來,鄧李才願把更多精力放在培養下一代“天文人”上。2016年,西華師範大學成立天文系,鄧李才是首任系主任。這個系的成立凝聚了他10年的心血。“我希望中小學以後能有更多天文學教師,從師資層面改變中國天文學知識普及缺失的現狀。”他説。(實習記者 代小佩)