天体物理学在南极

第28届国际天文联合会（IAU）大会以一场别开生面的“南极天体物理学研讨会”（IAU第288次研讨会，2012年8月20日～24日，www.phys.unsw.edu.au/IAUS288）拉开了帷幕。这是国际天文联合会首次在这一领域举行专门的研讨会。

南极是一个条件极端恶劣、几乎无法正常生活的地方，即使对于那些习惯了在阿塔卡玛沙漠或是，火山顶上工作的天文学家来说，也是如此。有许多书籍描述了一个世纪前人类探险家首次到达南极的英雄时代，但是真实的南极也完全不同于阅读这些，书籍所能带给你的想象。南极虽然非常寒冷，但是探险故事中常提到的凛冽暴风雪，通常只发生在沿海地区。南极内陆海拔高度达4000米的冰盖高原，是地球上最冷的地方，但同时也是大气最稳定、最干燥的地方。这种条件对于许多种前沿天文观测来说堪称绝佳，但恶劣的环境也给想在那里工作的人们带来了极大挑战。不过如今，技术的发展克服了种种不利条件，让天文学家在南极也可以顺利开展前沿研究工作。

南极天文学的开端和第一个发表的成果是1912年12月5日发现的“阿德里地陨石”（Adelie Landmeteorite）。直到50年以后，第二块南极陨石才被发现。但是到了今天，地球上其它地方发现的所有陨石加起来，都没有在南极大陆发现的多。而30多年前，人类首次在南极点进行了光学天文观测。

现在，南极是进行一系列精密实验的绝佳场所，研究领域涵盖了宇宙微波背景辐射（CMB）、中微子天文学等多个领域。过去十年里，一些国家在南极高原的最高点建成了首批天文观测站，那里的条件对于从红外线到毫米波的观测而言，都极其适合。由中国建立的昆仑站设在南极高原的最高处——冰穹A（DomesA），中国还充满雄心地宣布将在那里建造一个前沿观测站。此次适逢国际天文联合会大会首次在北京举办，并将南极天文学作为大会的第一个研讨会议题，IAU以这种方式宣告开启了属于这个领域的时代，现在正当其时。

此次研讨会在大会的第一周进行。在全体成员出席的开幕式上，将由John Storey做一个关于南极天年中的开拓性工作使得在南极高原进行天文研究成为可能。在接下来的两次会议上，我们将讨论南极环境有关的知识，因为它直接关系到在南极进行的天文观测工作，还将展示在冰穹A、冰穹C、冰穹F、南极点，以及新近提出的候选站址冰脊A（Ridge A）进行的内容广泛的站址测评项目结果。

在南极开展的天文研究中，宇宙微波背景辐射（CMB）是成果最显著的领域，接下来的两次小组会议将讨论几个有关实验项目。它们提出了几项里程碑式的研究结论，如首次证实宇宙的几何性质是平直的；首次测量了宇宙微波背景辐射中的偏振，得出了目前最高精度的CMB能量角分布测量结果。将由Nils Halverson做会议报告，结论主要基于南极10米望远镜的观测数据。

中微子天文学，是在南极开展的研究领域中获得投资最多的一个。最近刚刚完工的“冰立方”中微子天文台是该领域内仪器发展的一个新高峰，这是一个安置在南极冰层下方，总容积1立方千米的探测器矩阵。在8月22日的前两场小组会议上，将讨论正在工作的各中微子探测项目，并由Tom Gaisser做一个关于“冰立方”的会议报告。

此外还有专门的研讨会探讨如何利用包含在南极冰层中的宇宙信息（比如南极陨石），以及可见光/红外波段、亚毫米/THz波段的传统观测项目。由于寒冷而荒无人烟，所以这里的背景天光亮度很低，而极端干燥导致的大气高通透度和大气的稳定，又使得这里拥有成像锐利和长时间保持测光稳定两大优势，这一切都为天文学带来了新机遇。

南极的天文学研究，需要强大的后勤和基础设施支撑。在过去十年里，美国、中国、法国、意大利和日本都为遍布南极高原的观测站点投入了很多资金。关于这方面的内容，将在两场小组会议上邀请一些国家的南极项目负责人进行介绍。同时，南极天文的进展还包括了可提供亚轨道高度实验环境的高空气球探测。南极科考委员会（SCAR）的副主席Sergio Marennsi将就近期的南极科学研究概况做大会报告。该委员会是南极的最高国际机构，也是国际天文联合会在国际科学理事会（ICSU）中的姊妹单位。最后，我们还将听取一位刚刚度过南极极夜、并进行了前沿研究的科学家介绍他的经验。

与南极相比，北极也并非毫无可取之处，北极也存在很多与南极环境相似的地区，将有一场会议专门探讨北极的类似地点，以及在北冰洋各岛屿的最高峰进行天文观测的可能性。研讨会的最后两项议程，将是未来在南极建造的设备，以及如果在南极建造大型望远镜，南极天文学将为我们带来的美好前景。我们将听取一些在冰穹A、冰穹C、冰穹F和其它地区建造望远镜的支持者发言。

如果您想要了解IAU大会的全部研讨会日程，请访问：www.phys.unsw.edu.au/IAUS288。每个不同学科的议程都是由介绍该领域的一个待解决的重大问题开始的，接下来再介绍过去研究的成果和现阶段的实验情况。我们相信，您听完这些关于地球最南端的天文学的报告后，一定会得到不一样的体验！