独守南极，传奇的“冰雪战士”

安小七+胡不二

茫茫的雪原之上，3只企鹅缓缓向你走来，远处还有一只动物正在懒洋洋地打着呵欠，你能认出它是海狮、海狗还是海豹？

这是极地风光大片，还是《动物世界》又出了新的单元？都不是！它是南极巡天望远镜AST3工作团队在南极进行科考工作时捕捉到的可爱日常。

南极巡天望远镜AST3是什么？它日常会进行哪些工作？而这一切，都需要从2017年10月份的那件“大事情”说起。

轰动世界的前情回顾

2017年10月16日深夜，中国科学院紫金山天文台、南极天文中心联合发布了一个比2017年诺贝尔物理学奖还重要的发现——中子星并合产生的引力波事件，宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。

这一事件引起了全球轰动，因为它有很多个第一次——人类第一次探测到双中子星合并，第一次有确凿证据证实中子星合并就是宇宙中金、铂等超铁元素的主要起源地，人类第一次同时观测到来自同一个天文事件的引力波和电磁波。

据了解，全球有超过50臺天文设备对被命名为“GW170817”的这次中子星合并事件开展了精细观测，AST3-2巡天望远镜就是其中之一。

一次带风险的成功观测

在遥远的南极大陆，有这么一个“冰雪战士”，它常年处于无人值守的状态下独自工作，它就是由中国自主研发的、于2015年1月架设在南极的第二台巡天望远镜——AST3-2巡天望远镜，直径68厘米，有效观测口径50厘米，位于南极大陆的最高点冰穹A，是南极现有最大的光学望远镜。

“虽然望远镜的‘身体素质还不错，但是这次观测条件并不佳，望远镜要几乎贴着地平线才行，这对于南极巡天望远镜来说，是有一定难度和风险的。”中科院国家天文台南京天文光学技术研究所研究员袁祥岩说。

出于安全的考虑，望远镜在观测的时候都有一个常规的范围，以防止望远镜在观测期间失控而卡在赤纬较低的方向，否则等到南极的夏天到了，望远镜就不可避免地会被太阳直射，精心研制的精密设备就有可能损坏。而这次用AST3观测GW170817，就需要把望远镜指向距离地面只有二十几度的方向。“这个角度几乎已经贴着地平线了。”袁祥岩说，这是AST3在之前观测中从来没有尝试过的低角度，难度很高，但考虑到引力波事件的重要性以及这次探测本身对望远镜的挑战性，最终整个团队通过望远镜软件跟硬件的完善，扩大了望远镜的观测范围，开始了相关的观测计划。

此时冰穹A的漫长极夜刚刚结束，也就是说，南极最佳的观测时间段实际上已经过去。尽管如此，项目组还是认为非常值得一试。果然，北京时间2017年8月18日晚上，望远镜成功地对宿主星系NGC4993进行了连续不间断的观测，并采集到了21张长曝光图像。为了尽可能地记录下对应体亮度随时间的演化，观测一直持续到了8月28日。

同时，数据的分析和处理也在同步进行中。由于望远镜观测到的数据数量很多，没有办法进行整体实时传输，因此以前都是科考人员在对望远镜进行维护时把数据取回，并换一个新的磁盘空间。“但这次需要同步分析，于是就由系统先做出一个预处理，把特殊源筛选出来。”袁祥岩说，研究人员会同时截取局部图片进行有选择的分析取用，观测图像中的光学信号终于浮出水面，引力波电磁波段光学对应体就这样被成功观测。

孤独的“冰雪战士”

“AST3-2的任务不仅是观测引力波事件，它还会对七大行星以及超新星等进行观测。这次，AST3-2完成了2017全越冬观测，实现了技术上的突破。”南京天文光学技术研究所的科学家们讲述了这台“天眼”的故事。

杨世海副研究员介绍说，与一般望远镜不同的是，AST3-2没有圆顶为它遮风挡雨，也没有深达几十米的地基防止外界的振动影响，而是建在冰雪之上。这就给机器本身以及信号的稳定性带来了很大的挑战。即使再多不便，南极内陆独特的台址优势对天文观测与研究来说始终充满着巨大的吸引力，于是2015年1月，这台望远镜组装完成并投入使用。

“一般情况下它都是无人值守的状态。”南京天文光学技术研究所副研究员卢海平解释道，所内的科研人员会通过电脑或移动终端发出指令，由南极的计算机操控设备进行执行。由于南极极端的天气环境，科研人员每年会赶赴南极给它做“ 体检”，首先由专家进行远程预诊，接着由科考人员赶赴南极进行实地复诊，一旦确定问题，科考人员就会按照指令给望远镜“治病”，然后再次进行检测，最后进行设备升级。

“最近一次的‘体检，除了常规的主体维护，我们还在设备旁边新设了一个塔架，布了很多的传感器、摄像头以及外吹风结构。”卢海平说，这就相当于给望远镜增设了几个“眼睛”，就能给后方提供更多的信息，比如现场的情况、运行环境以及望远镜本身的一些状态，这些都是望远镜的辅助设备，但它们其实都非常有必要。“还有升级版镜面除霜、除雪装置，用来保证望远镜镜头的清晰。”卢海平说，这次的维护很成功，而这也为后来成功观测到GW170817引力波事件的光学对应体打下了良好的“身体基础”。endprint