踏雪尋星

南極素有“世界的盡頭”之稱，南極洲高原擁有地球上最清澈的天空、最漫長的黑夜和最獨特的地理位置，這恰恰是天文學研究的理想觀測之地。

萬里漂洋過海，

千里冰雪奔襲

南極洲面積超過1400萬平方公里，其中近98%被冰雪覆蓋，據估計，它擁有世界上約90%的冰量和70%的淡水資源。

這里常年平均氣溫低于零下30攝氏度，甚至曾被記錄到地球上最低的氣溫——零下89.2攝氏度。整個南極大陸幾乎都被冰封，卻又異常干燥，就像一片“白色沙漠”。

因為這種獨特的地理位置和自然環境，南極洲成了開展科學研究的極佳之地，是科學家進行氣象、天文、冰川、地質、海洋、生物等學科研究的天然實驗室。

每年11月，雪龍號和雪龍2號一路南下，穿越風平浪靜的赤道，跨過“魔鬼西風帶”的驚濤巨浪，載著足有數百人的考察隊，漂洋過海來到南極大陸的邊緣。

下了船，旅程卻并未結束，我們的目的地是1260千米外的中國南極昆侖站，它的海拔超4000米，每年都有一支前去開展工作的考察隊。昆侖站自然環境惡劣，低溫（最低零下83.1攝氏度）、低壓（0.57個標準大氣壓）、強紫外線等不僅讓設備的可靠性面臨極大挑戰，也給隊員們帶來了低溫、缺氧、暴風雪和未知風險等困難險阻。

在有限的時間完成諸多考察任務，這不僅需要體力，還需要堅強的意志力和堅定的信念。經過半個多月的物資卸貨、裝撬組隊，內陸隊整裝待發，場面浩浩蕩蕩，甚是壯觀。

大自然中的天文實驗室

位于南極內陸冰蓋最高點的冰穹A地區擁有地球上最優越的天文觀測條件，是絕佳的天文觀測臺址，而昆侖站正坐落在該區域——它也是目前世界上唯一一座位于南極冰蓋最高點的科學考察站，視寧度（衡量光學天文觀測條件的關鍵指標之一）條件遠超夏威夷群島上著名的莫納克亞天文臺。

南極冰穹A擁有穩定的大氣逆溫層，極夜期間，這里寒冷、干燥，風速幾乎可以忽略，這些穩定的大氣條件為天文觀測提供了連續3個月的絕佳窗口期。

這里降水量極低，完美符合太赫茲（一種特殊波段的電磁波，穿透性好，能量低，能夠承載更大的信息量）觀測對水蒸氣的要求，是地球上進行太赫茲天文觀測的最佳地點；低溫可以顯著降低大氣背景熱輻射，進而增強天文觀測在紅外波段的探測深度，因此，它也同樣是地球上進行近紅外波段觀測的最佳地點。

南極望遠鏡“們”

南極巡天望遠鏡

南極巡天望遠鏡AST3-2安裝于2014年，目前是南極冰穹A最大的光學望遠鏡。它的所有電子、機械和光學部件都經過精心設計，能夠承受極低的溫度，在運往南極之前，已經歷了幾個月的嚴格測試。

AST3-2具有卓越的指向和跟蹤能力，可自動對焦、自動觀測、進行數據處理。主要用于超新星、系外行星以及變星等天文現象的觀測，可根據不同的巡天策略自動拍攝照片，并將觀測日志等重要信息傳回國內供科研人員研究。

近紅外望遠鏡

中國第40次南極科考小隊在南極昆侖站成功安裝了J波段近紅外望遠鏡，有效填補了1.1～1.4微米波段的觀測空白。

該望遠鏡應用了自主研發的耐低溫光學鏡筒和全密封直接驅動電機的關鍵技術，極端環境適應能力得到顯著提升。運行近兩個月，它在嚴酷的環境下獲得了質量優異的觀測數據，正在幫助我們更好地了解昆侖站臺址環境。

中國之星小望遠鏡陣（2007～2012）

2007年，4臺固定指向、通光直徑100毫米的小望遠鏡陣CSTAR通過驗收，2008年1月，它們被成功地安裝在南極冰穹A上，為接下來我們南極望遠鏡的研制奠定了基礎。

工作期間，CSTAR進行了高頻率、長時間的連續觀測，獲得多波段、長時間周期的連續光變曲線，開展了變星監測、新星與超新星的觀測、搜尋系外行星等任務。

它的另一個重要功能是對天光背景、云量和透明度進行測量，并統計了連續的晴夜，這些都是測量天文臺址的依據。可以說，CSTAR為我國在南極的天文探索跨出了歷史性的第一步。

冰蓋之巔望星辰

不論是探索動態宇宙的時域天文學，揭示暗物質、暗能量本質的高分辨/大視場天文學，還是研究天體起源演化、搜尋地外行星系統的紅外/亞毫米波天文學，南極冰穹A都是理想之地。當然，南極望遠鏡“們”也不負眾望，已取得眾多科研成果。

中國之星小望遠鏡陣CSTAR在4個觀測季中，獲取了南極以外的觀測站點無法實現的連續觀測數據，這些數據不僅對星震研究、變星研究和系外行星探測至關重要，還為該地區隨后的望遠鏡建造積累了寶貴經驗。

2017年8月18日，南極巡天望遠鏡AST3-2參與了一次引力波事件的全球觀測計劃，首次成功探測到此次引力波事件的光學信號。

科研人員基于AST3-2的數據進行計算，發現這次事件兩顆致密中子星的合并過程中，拋射出的物質質量超過地球3000倍，這些物質以0.3倍光速被拋到星際空間，部分物質發生核合成，形成了比鐵還重的元素。這個發現證實，雙中子星合并事件是宇宙中大部分超重元素的起源。

2023年，中國第40次南極科學考察隊首次在昆侖站開展了近紅外天文觀測以及近地空間環境全時段監測實驗。研究小組收集了整個天區范圍內J波段的數據，獲得了許多關鍵數據，這些都是天文學領域堅實邁步的基礎。

穿過嚴寒，踏上冰雪，在地球最澄澈的星空之下，建起屬于我們自己的天文觀測地。發展南極天文、建造自主研制的一流天文觀測設備，對我國天文探索和深空探測具有重要的意義。

（責任編輯 / 牛一名 美術編輯 / 周游）