南極高原星空大片!_風聞
中国科学院国家天文台-中国科学院国家天文台官方账号-发布科研成果,普及天文知识2021-10-13 08:17
未曾被人類親眼目睹過的南極高原極夜風光
視頻為大家展示的是中國南極崑崙站的全景天空,從極夜到逐漸天亮。夜空中的銀河與大、小麥哲倫星雲等清晰可見,還有不時閃現的極光。崑崙站位於南極冰穹A,是南極高原的最高點,其極端艱苦的自然條件使得崑崙站目前還無法有人員越冬,所以上面視頻中的極夜星空還沒有任何人肉眼親自見過。由於崑崙站緯度達到南緯80度,接近地球自轉軸,使其冬季有漫長的極夜,而且頭頂的星空看上去一直在“原地打轉”。因此,我們得以對南極同一片夜空進行超長時間的連續不間斷觀測,對研究變化的天體非常有利。
視頻中的數據來自崑崙雲量極光監測儀KLCAM (KunLun Cloud and Aurora Monitor)。KLCAM由中科院國家天文台南極天文與時域天文研究團組自主研製,主要用於監測南極崑崙站的雲量和極光分佈。KLCAM是一台全天相機,內部集成了一台單反相機、一個魚眼鏡頭和一台小計算機。由於採用了魚眼鏡頭,KLCAM可以拍攝到地平線之上360度的全景夜空。
我們為KLCAM打造了獨特的保温設計,可以在完全無人值守的條件下根據室外温度自主進行內部温控,使其在崑崙站極端的氣候條件下仍能兢兢業業地正常工作。自2017年1月隨中國第33次南極科考隊安裝在崑崙站,KLCAM跨越了低至零下80度的極夜,一直連續穩定地正常工作了17個月,直到外部供電中斷。
對天文台站來説,夜間的“可用時間”,即晴夜時間,是光學天文觀測的重要因素。而KLCAM的使命即是監測崑崙站夜空中出現的雲和極光,供研究者們對崑崙站的夜間晴夜時間進行統計研究。利用KLCAM的2017至2018年觀測數據,我們發現南極冰穹A的全年晴夜時間佔83%,優於大多數地面天文台址;夜間有極光影響的時間佔45%。由於極光是發射線,可以定製濾光片消除極光對觀測的影響。該成果已發表在皇家天文學會月刊 (Yang et al. 2021, MNRAS) 。