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——
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。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,”“宇宙银河系外偏振背景影像”BICEP合作项目的领导者约翰·科瓦奇说,“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。”
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。在南极接近3.2千米厚的冰层上,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”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。
望远镜坐落于地理南极点,可以很容易地操作和瞄准。在这里,恒星会出现东升西落的现象,而是基本固定不动。天文学家可以将望远镜瞄准一个点,在冬季,只需要一个人在那看着望远镜,一切都设置好了,可以一直不间断地搜集数据。
“专注于科学的一个大陆”
BICEP项目的仪器设备放在一起是基于以下目的:寻找在宇宙大爆炸所释放的引力作用下发生改变的宇宙微波背景辐射。阿蒙森·斯科特站最大的望远镜是美国国家科学基金会的“南极望远镜”,具有一个10米的碟形天线,能够搜集早期星系团与宇宙背景微波相互作用时产生的辐射信号。
长期以来,南极不仅是探索宇宙背景微波的窗口,也是搜集其他波长辐射的理想地点。2012年,一台能捕捉光谱中远红外信号的望远镜被运到阿蒙森-斯科特站,放在一处海拔3962米的山脊上。在这样的平台上,“高海拔南极太赫兹”望远镜成功地在银河系中一个巨大的、遥远的分子云中探测到了碳元素。
综上所述,在南极获得如此重大的发现也就丝毫不令人惊奇了。美国国家科学基金会“南极天体物理学和地球空间科学”项目的主管弗拉基米尔说:“这是一块只专注于科学的大陆。在那里工作非常艰苦,环境条件存在着许多限制,但同时也使一些特殊的科学研究成为可能。”
(据新浪科技)



