為何要在這個(gè)又高又干又冷的地方給“望遠(yuǎn)鏡”安個(gè)家？丨科學(xué)家·馬上回答

封面新聞?dòng)浾?車家竹

12月31日，封面新聞攜手中國科學(xué)院物理研究所推出的大型跨年科學(xué)直播——《復(fù)興路上的科學(xué)力量》中，中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員李婧帶來了一場(chǎng)名為《從初光到萬物—雪山牧場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡》的主題演講。

中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員李婧

演講開始，李婧先做了一個(gè)科普：“亞毫米波/太赫茲是探測(cè)冷暗宇宙的獨(dú)特波段，這一波段對(duì)研究宇宙早期星系、恒星形成區(qū)、星際介質(zhì)及天體化學(xué)過程具有不可替代的作用。”中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)正在建設(shè)我國首臺(tái)常規(guī)運(yùn)行的亞毫米波天文望遠(yuǎn)鏡——“雪山牧場(chǎng)15米亞毫米波望遠(yuǎn)鏡（XSMT）”。

為什么想要做這樣一個(gè)“望遠(yuǎn)鏡”？“天文研究對(duì)觀測(cè)嚴(yán)重依賴，而觀測(cè)就離不開望遠(yuǎn)鏡。”李婧提到，“在我國現(xiàn)有運(yùn)行或規(guī)劃建設(shè)的天文設(shè)備中，低頻射電、光學(xué)紅外和高能衛(wèi)星布局較為完善，但在亞毫米波段卻一片空白。”

建設(shè)亞毫米波望遠(yuǎn)鏡面臨巨大挑戰(zhàn)，首要難題來自地球大氣層。該波段信號(hào)極易被水汽強(qiáng)烈吸收，地面觀測(cè)必須選址于海拔高、氣候干燥、大氣透明度極佳的極端環(huán)境。全球范圍內(nèi)，僅有四處被公認(rèn)為最優(yōu)臺(tái)址：南極、北極、智利阿塔卡馬沙漠和中國青藏高原。

經(jīng)過多年系統(tǒng)性選址工作，XSMT選址在青海省海西州德令哈市海拔4813米的雪山牧場(chǎng)臺(tái)址，是以天文為主科學(xué)，集大容量星地通訊、大氣科學(xué)等研究為一體的多學(xué)科平臺(tái)。自2022年立項(xiàng)以來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)依托先導(dǎo)設(shè)備已在雪山牧場(chǎng)兩次創(chuàng)造我國境內(nèi)最高頻率亞毫米波天文觀測(cè)記錄和國際首次基于超導(dǎo)接收的公里級(jí)太赫茲無線通信傳輸。

2025年9月19日，《雪山牧場(chǎng)15米亞毫米波望遠(yuǎn)鏡科學(xué)白皮書》（以下簡(jiǎn)稱“科學(xué)白皮書”）正式發(fā)布。科學(xué)白皮書系統(tǒng)闡述了項(xiàng)目的科學(xué)背景、建設(shè)進(jìn)展和未來發(fā)展規(guī)劃，明確了河外天文學(xué)、銀河系科學(xué)、時(shí)域天文學(xué)和天體化學(xué)四大核心科學(xué)方向，標(biāo)志著我國在亞毫米波天文學(xué)領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。

李婧強(qiáng)調(diào)，該項(xiàng)目不僅是天文設(shè)備的突破，更將推動(dòng)多學(xué)科融合發(fā)展。“以天文為主，向通信、大氣科學(xué)、大數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域延伸。這還是一場(chǎng)跨越百年的接力。”李婧動(dòng)情表示，“從1911年超導(dǎo)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，到2011年ALMA望遠(yuǎn)鏡建成，再到今日我們自己的雪山牧場(chǎng)15米亞毫米波望遠(yuǎn)鏡啟航，每一代人都在為人類認(rèn)知邊界添磚加瓦。”

她透露，當(dāng)?shù)爻Ｄ晏幱诘蛪喝毖酢O寒風(fēng)雪環(huán)境中，但研究人員仍堅(jiān)持駐守4000米以上高原，連續(xù)數(shù)周不下山作業(yè)。依托前期部署的30厘米和60厘米先導(dǎo)設(shè)備，團(tuán)隊(duì)已兩次刷新我國境內(nèi)亞毫米波譜線觀測(cè)紀(jì)錄。李婧致敬仍在雪山堅(jiān)守的同事：“此刻，他們正用孤獨(dú)守護(hù)星辰，新年快樂。”

海報(bào)設(shè)計(jì) 何玙

圖據(jù)直播截圖