近日,中国科学院新疆天文台光学天文与技术应用研究室博士研究生谷文博,在导师艾力·伊沙木丁研究员的指导下,深入研究了慕士塔格观测站大气表层光学湍流的时空分布特征及其与大气物理条件的相关性,揭示了该站点在光学观测领域的独特优势。相关研究成果已发表于英国《皇家天文学会月报》(2024,MNRAS, 535, 1193)。
本研究基于慕士塔格观测站 30 米塔上的 5 层超声风速仪和 6 层高精度温湿度传感器,结合长期、多高度的现场观测数据,在 Kolmogorov (1941) 局地均匀各向同性湍流理论框架下,系统分析了光学湍流参数(包括光学湍流强度和视宁度)的变化规律,并探讨了其与地表温度逆温、雷诺数、风速等参数的内在联系。
研究结果显示,慕士塔格观测站的大气光学湍流特性在日夜之间表现出显著差异,且湍流对光学观测的干扰随高度增加而逐渐减弱。夜间大气表面层光学湍流较弱且稳定性高,6-30 米中位视宁度为 0.24 arcsec,为高质量的天文观测提供了理想条件。同时,地表温度逆温现象与视宁度的改善密切相关。在逆温和较低的风速条件下,大气光学湍流活动更加平稳,更利于光学天文观测。
本研究不仅为大型望远镜的建设提供了科学依据,还对优化自适应光学系统的工作性能、评估高原光学台址的优劣性具有重要指导意义。慕士塔格站点凭借其优越的光学条件和地理位置,展现出成为中国西部优秀天文观测台址的巨大潜力。本研究由国家自然科学基金项目资助(项目号:U2031209)。
图:慕士塔格观测站大气表层视宁度日变化及其与逆温、雷诺数、风速等参数的相关性
文章链接:https://doi.org/10.1093/mnras/stae2420.