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青海冷湖因被選定為世界級天文觀測臺址得到了前所未有的關(guān)注

2021-08-30 13:23:03 來源：科技日報

青海冷湖，一個原本因石油資源枯竭而接近荒廢的小城，最近因被選定為世界級天文觀測臺址，得到了前所未有的關(guān)注。

8月18日，《自然》雜志發(fā)布了我國科研人員一項關(guān)于天文觀測臺選址的重大科學(xué)進(jìn)展。中國科學(xué)院國家天文臺研究團(tuán)隊于2018年1月在青海冷湖地區(qū)開啟天文觀測臺選址工作，并建成關(guān)鍵臺址參數(shù)測量平臺。經(jīng)過連續(xù)3年的監(jiān)測，相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，冷湖臺址完全可與國際公認(rèn)的最佳天文臺址比肩。

“那3年，我們的目標(biāo)只有一個，就是給未來望遠(yuǎn)鏡找到最適合落戶的家。”說這話的是楊帆，他是中國科學(xué)院國家天文臺助理研究員、上述選址團(tuán)隊的核心成員之一。

歌里唱天上的星星一閃一閃亮晶晶，但其實(shí)多數(shù)天體是不會閃的。“一流的天文望遠(yuǎn)鏡，要能‘看’到天上最暗的星。這不僅需要望遠(yuǎn)鏡‘視力’好，更需要極佳的視野——晴朗的夜空，而冷湖恰恰具備這一點(diǎn)。”楊帆說，他和團(tuán)隊要做的，就是找到冷湖的最佳觀測點(diǎn)，“讓望遠(yuǎn)鏡能在此處看到最暗的星”。

8月26日，楊帆接受記者專訪，講述了這3載的選址歷程。

“選址像拆盲盒，誰也不知道里面是什么”

冷湖鎮(zhèn)，曾是我國重要的石油重鎮(zhèn)，但隨著資源日漸枯竭，昔日的采油小城逐漸失去光彩。不過，此地海拔高、云量低、日照充沛、降水少、交通便利又遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的光污染，布局天文大科學(xué)裝置的優(yōu)勢十分明顯。

中國科學(xué)院國家天文臺首席研究員、博士生導(dǎo)師鄧?yán)畈艑⒛抗馔断蛄死浜?017年末，他踏上了冷湖“踩點(diǎn)”考察路。只是冷湖究竟是不是一個光學(xué)天文臺的理想“居所”，當(dāng)時誰的心里都沒有底。

“你要不要跟我去冷湖選址？”一天，鄧?yán)畈畔驐罘l(fā)出邀請。這一問，打破了楊帆循規(guī)蹈矩的科研生活。

80后楊帆是一名“院二代”，其父母均為中國科學(xué)院科研人員，從小耳濡目染，讓楊帆自幼便對科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚興趣。博士畢業(yè)后，楊帆來到中國科學(xué)院國家天文臺從事天文研究工作。

一番思想斗爭后，楊帆惜別原團(tuán)隊——國家天文臺紅外天體物理團(tuán)組，加入鄧?yán)畈咆?fù)責(zé)的恒星與恒星系統(tǒng)團(tuán)組。

“在之前的團(tuán)隊，我已經(jīng)有了較為確定的科研方向并做了一些相關(guān)工作，轉(zhuǎn)換賽道其實(shí)有一定風(fēng)險。選址可能是天文領(lǐng)域中最艱苦的工作之一，像拆盲盒，誰也不知道里面是什么。” 楊帆回憶道。

2018年3月，跟隨鄧?yán)畈诺哪_步，楊帆初次來到冷湖。

從北京乘坐飛機(jī)，直飛青海德令哈，落地后乘車4小時抵達(dá)冷湖鎮(zhèn)，再前往選址所在區(qū)域。望著眼前茫茫戈壁灘、高聳的石山，楊帆第一次感受到“世界屋脊”——青藏高原的魅力。

冷湖地區(qū)日照充足、降雨很少、晴夜數(shù)有保障，確實(shí)優(yōu)勢明顯，但在總面積1.8萬平方公里的區(qū)域里，臺址究竟該建在何處，這成了擺在他們面前的第一道難題。

此后一個月，為找到最佳觀測點(diǎn)位，尋址團(tuán)隊科研人員踏遍了冷湖戈壁荒灘，一座比戈壁灘平均海拔高出1000至1500米的“石頭山”——賽什騰山走進(jìn)團(tuán)隊的視野。

“賽什騰山海拔4200米，海拔越高大氣層越薄，大氣對星象觀測的干擾越少，沙塵相比山下戈壁少。我們又調(diào)取了賽什騰山區(qū)過去幾十年的衛(wèi)星云量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)賽什騰山作為天文臺址確實(shí)很不錯。”楊帆回憶道。

“我這輩子的山，都在這里爬完了”

鎖定賽什騰山后，下一步團(tuán)隊要做的，就是驗證他們的判斷。“我們計劃在賽什騰山搭建觀測設(shè)備，并對各項天文數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。”楊帆說。

可賽什騰山的研究條件，讓團(tuán)隊上下再次犯了難。這里不通車、無水無電無網(wǎng)絡(luò)，天文設(shè)備如何搭建？施工人員如何作業(yè)？如何給運(yùn)維設(shè)備供電？

“天文望遠(yuǎn)鏡以及各種大型設(shè)備，由直升機(jī)‘出馬’運(yùn)輸，小型設(shè)備就靠手提肩扛。登賽什騰山需3個小時、下山需兩個半小時，我們上山前需帶齊一切有可能用到的設(shè)備，否則這一天就算白來一趟。”楊帆說，“我這輩子的山，都在這里爬完了。”

上山不易，高原反應(yīng)令人反應(yīng)遲緩，加之在寒冷氣候下，背負(fù)重達(dá)十余斤的逆變器、各類儀器替換設(shè)備。每一次爬賽什騰山，都是對科研人員體力、腦力的多重考驗。

利用儀器取得觀測數(shù)據(jù)后，楊帆和團(tuán)隊其他成員還要將數(shù)據(jù)傳回北京，進(jìn)行更細(xì)致的分析。此外，監(jiān)測設(shè)備還需要維修、維護(hù)，于是他開啟了冷湖、北京兩點(diǎn)一線的生活。

為了趕進(jìn)度，自2018年起，團(tuán)隊成員常在半天之內(nèi)從北京飛抵冷湖再登上賽什騰山。賽什騰山頂?shù)暮趿績H為北京的60%，短期內(nèi)海拔的巨大差異，讓團(tuán)隊幾乎所有人都出現(xiàn)了耳鳴、心跳加速、頭疼等高原反應(yīng)。

好在為了方便科研，當(dāng)?shù)厝藛T在賽什騰山為團(tuán)隊成員建了一個小木屋。“自此，我們和儀器總算有了遮風(fēng)避雪的地方。”楊帆說。

“僅有的太陽能和電池要供給各類儀器設(shè)備，小木屋內(nèi)唯一的取暖設(shè)備就是羽絨服、睡袋和棉被。”楊帆說，自己和同事常常是穿著羽絨服再用被子裹著全身、露出臉，守著儀器過夜。

冬日夜長，是觀測天象的最佳季節(jié)，但冬天的賽什騰山，山頂溫度低至零下20多攝氏度。“由于低溫，帶上山的自熱食品因加熱用的水袋結(jié)冰而無法食用。這讓長期生活在北方、習(xí)慣了冬天有暖氣的我，用了很長一段時間才適應(yīng)。”楊帆回憶道。

2018年10月，臺址正在做基建。為了調(diào)試設(shè)備、監(jiān)測夜間視寧度，楊帆在賽什騰山住了整整一周，他和山上進(jìn)行基建的工人同吃同住。期間，他還遇到過狐貍乞食，聽到過小木屋外狼的嚎叫聲……

由于調(diào)試光學(xué)設(shè)備不能戴手套，在戶外作業(yè)十幾分鐘團(tuán)隊成員的手腳已被凍得完全失去知覺，上下山的過程也變得更為艱辛。“冬天上山途中積雪最深的地方，我一腳踩下去，整條腿都被沒在雪溝里，只能用手把腿使勁拔出來。”楊帆說。

“這是整個團(tuán)隊堅持不懈外加幸運(yùn)的結(jié)果”

論文在《自然》雜志發(fā)表后，楊帆表現(xiàn)得很平靜。“科研失敗是常事，成功只是小概率事件。冷湖如此優(yōu)越的臺址有幸被我們發(fā)現(xiàn)，這是整個團(tuán)隊堅持不懈外加幸運(yùn)的結(jié)果。”他說。

這種淡然部分來自于他的家庭。作為中科院子弟，楊帆自小在科學(xué)院大院玩耍，很早便懂得了科研的不確定性，“有成果出爐的高光，也有數(shù)十年無果的低谷”。

少年時，楊帆便給自己作出了清晰的規(guī)劃——考大學(xué)、讀研、讀博、做研究。高考后，他報考了北京師范大學(xué)生物系和數(shù)學(xué)系，在此之前，天文對他而言，還是個陌生的領(lǐng)域。

由于熱門系“滿員”，楊帆就服從調(diào)劑來到北京師范大學(xué)天文系。當(dāng)時，他并不知該校有天文系，而且還是當(dāng)時全國僅有的兩個天文系之一。

“在中科院數(shù)學(xué)所工作的母親曾認(rèn)真問過我，是否考慮換專業(yè)學(xué)數(shù)學(xué)，這樣將來畢業(yè)選擇可能更多。不過，經(jīng)過一年的基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)后，我對天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣。因此，我堅定告訴母親，我喜歡天文。這個決定，讓我走到了現(xiàn)在。”楊帆說。

博士畢業(yè)后，楊帆順利入職中國科學(xué)院國家天文臺，先后從事了LAMOST（郭守敬望遠(yuǎn)鏡）光譜巡天先導(dǎo)巡天輸入星表設(shè)計制定工作、正式巡天的銀河系巡天部分制定輸入星表以及利用巡天數(shù)據(jù)研究銀河系結(jié)構(gòu)相關(guān)工作，還參與了一些低面亮度星云的搜尋及性質(zhì)研究工作。

科研之外，作為一名青年科研人員，楊帆十分注重科研工作和生活的平衡。楊帆的愛好十分廣泛，喜歡帶家人自駕游、運(yùn)動健身，在他看來，充分享受生活，才能更好地投入科研工作。

標(biāo)簽：青海冷湖石油資源天文觀測臺科研人員