中國天文學家在南極冰穹利用太赫茲遠紅外線波段觀測宇宙星體

南極冰穹A站址現場照片和傅里葉光譜儀內部照片
太赫茲至遠紅外譜段(頻率約0.3至15THz,波長1毫米至20微米)是觀測宇宙的獨特波段,如孕育恆星的冷暗氣體及塵埃輻射,示踪星際物質循環過程的豐富分子轉動譜線及原子精細結構譜線。但是,受大氣中水汽吸收的影響,地球上絕大部分區域在這一電磁譜段均不透明。南極冰穹A(Dome A)具有高海拔(4,093米)和極低溫(可低達攝氏零下八十度)的特點,水汽沉降量僅為國際著名天文台,夏威夷毛納基火山(Mauna Kea)的十分之一,是中國南極天文台的候選台址。

中國科學院紫金山天文台史生才研究員團隊與美國哈佛-史密松天體物理中心等合作研製了國際上首例以無人值守工作模式運行的超寬帶(0.75至15THz)太赫茲傅里葉光譜儀(Fourier spectroscope),於2010年1月由第26次中國南極內陸科考隊成功安裝於冰穹A,並投入長達十九個月的連續運行。該設備首次獲得了南極冰穹A天文台址太赫茲至遠紅外譜段的大氣透過率長周期實測數據,揭示了地面其它台址難以觀測的太赫茲及遠紅外新窗口。此外,還獲得了極低溫環境下大氣的水汽吸收純轉動譜全新測量結果,給出了新的大氣輻射模型約束條件,對於建立更精確的大氣輻射模型、進而研究全球氣候變化有非常重要的意義。研究顯示:南極冰穹A為開展天文學與大氣科學研究提供了新的機遇。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】

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