宇宙观测最佳点:极端南极是天文乐园
冬季的南极远不是一个适合人类居住的地方。那里的温度可以降到零下58摄氏度,漫长的黑夜可以持续6个月时间,而空气的干燥更是你在地球其他地方无法体验到的。
然而,所有这些极端条件却使南极成为天文学家的乐园,特别适合探测宇宙诞生初期时产生的极短波长的辐射。
近日,科学家宣称发现了有关宇宙大爆炸的决定性证据,而该发现便是来自在南极多年来搜集的宇宙微波背景辐射观测数据。
冬季在南极南乔治亚岛哈克冰川上拍摄的星迹图片
在南极高原上的阿蒙森-斯科特南极站,研究团队利用一台体积不大,但是功能强大的望远镜,在严酷的环境条件下获得了宇宙学中可能是最重要的一项突破。
南极是你在地面上最接近太空的地方,哈佛-史密森天体物理中心的约翰科瓦奇(John Kovac )说,这里是地球上最干燥、最清澈的地方之一,为观测大爆炸产生的微波提供了完美条件。
约翰科瓦奇是宇宙银河系外偏振背景影像 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization,BICEP)合作项目的领导者。
在观测微弱的、亚毫米波波长的辐射中,没有水蒸气的干扰以及总体稀薄的大气都是非常重要的。如果空气不够干燥,水蒸气就会吸收这些辐射,产生令人困惑的不完整结果。
位于阿蒙森-斯科特南极站的南极望远镜一直在不间断地观测宇宙
你正站在南极接近2英里(约合3.2千米)厚的冰层上;水在这里就是这样,来自加州理工学院的BICEP团队成员杰米博克(Jamie Bock)说,由于海拔的原因,这里的气压也很低,这一切都大大降低了来自大气层干扰。
极端的严寒使冬季的风强度减弱至最低,也使望远镜的观测具有了较高的稳定性。在南极,望远镜还能够避免星际辐射和尘埃的干扰。
阿蒙森-斯科特南极站的望远镜正处在被称为南极空洞(Southern Hole)区域内,那里的天空极为清澈,是观测太空深处和早期宇宙残留的最佳地点。
不懈的数据搜集
阿蒙森-斯科特站目前是一个由美国国家科学基金会资助并管理的科学前哨,夏季时站里拥有数百位科学家和支持人员,到了冬季漫长的极夜,工作人员人数则减少到不足50人,而大部分的观测都是在冬季完成的。