地基光学望远镜的观测效果,从根本上取决于大气湍流的扰动程度。要研制新一代大型光学设备,必须全面掌握不同高度层大气湍流的垂直分布特征。过去,相关探测设备往往需要定制,成本高昂且部署难度大,难以在偏远候选台址灵活应用。2019年提出的多星湍流监测仪技术,理论上能借助小型望远镜反演出大气湍流的垂直结构,但始终缺少在实际复杂大气环境下的真实观测验证。

如今,这一空白已被填补。中国科学院云南天文台、中山大学联合加拿大英属哥伦比亚大学及国家天文台的研究团队,首次实现了从数学建模、数值模拟、自动化数据处理到野外夜间实测的完整技术闭环。团队特意选择四川稻城无名山观测站作为测试场地,部署了两套配置差异显著的商用便携式望远镜系统,并以行业标准设备“差分像运动监测仪”同步观测作为基准。实测数据表现优异:两套多星湍流监测仪测得的大气视宁度变化曲线与专业基准设备高度吻合,能够精确再现夜间大气湍流的实时动态过程。
这意味着什么?相比传统专业设备,多星湍流监测仪基于商用小型望远镜即可搭建,成本更低、部署更灵活,且测量精度有保障,通用性极为突出。经过严谨的数值模拟与野外实测验证,这的确是一种具备高普适性、低成本、高精度的通用观测方法。对于我国下一代大型光学及红外望远镜的台址勘选、长期气象与湍流廓线监测而言,该技术开辟了一条极具工程应用价值的新路径。相关研究成果已发表于《皇家天文学会月刊》。
