CSTAR (Chinese Small Telescope ARray) 是中国制造的第一台南极天文望远镜阵。 CSTAR由4台同样的望远镜组成,口径145 mm,视场为4.5° × 4.5°。其中3台望远镜分别有一个g, r, i 波段的滤光片,还有一台没有滤光片. 四台望远镜同时指向南天极。它的主要科学目标是观测变源,并测量大气消光和天空亮度。CSTAR已经成功地安装在冰穹A,进行越冬无人值守观测,并传回观 测数据和星表。
南极高原有着极其寒冷干燥的气候环境,上空的大气也十分平静和稀薄,因而成为天文观测的理想位置,特别对光学、红外和次毫米观测。从光度学上来说, 南极高原高空湍流的减少将有利于减少闪烁现象(Kenyon et al. 2006)。另外南极高原也给不被日常作息打扰的长期连续观测提供了可能,这种可以提供一段连续时间序列的观测以前只有在外太空才能做到(Kenyon & Storey 2006; Mosser & Aristidi 2007; Rauer et al. 2008)。
天文学家们对南极高原的兴趣已经有三十年的历史(查看 Indermuehle et al. 2005,了解此历史过程)。对南极洲的第一次光度测量一般认为是上世纪八十年代末Taylor等在南极点进行的,最近,Strassmeier和 colleagues (Strassmeier et al. 2008)在 南极Dome C区运用一个叫sIRAIT的小 f/12的光学望远镜在进行不间断的连续观测。
对于光学波段,现在大部人的注意力集中在位于Dome C区的康科迪亚观测站,在那儿将对云盖统计、低游离气的能见度和对相对薄湍流边界层进行测量(概要见:Storey (2005))。举个例子,Lawrence(2004)等研究了Dome C区域的能见度,报告说边缘层的平均能见度是0.27'',其中四分之一的时间都低至0.15′′。因此,在Dome C区域,即使很小的望远镜也将比普通天文台的大望远镜要有效。
Dome A区域位于东经77◦ 06′ 57′′ 南纬80◦ 25′ 08′′,在朝南极内陆距离中国中山站1271千米的地方。海拔高度为4093米,温度很低(有时低至零下80度),该区域表面的风速比Dome C区要小,大气可降水量非常低(Kulesa et al. 2009)。Dome A区域在边界层上的能见度比Dome C区的要好,边界层本身也要薄一些,大部分时候甚至只有15米。
最近,Saunders等(2009)将Dome A、B、C、F区进行了比较,重点比较了A、B区的云盖,边界层厚度,极光辐射量,自由大气层能见度,可降水量(PWV)和表面温度。他们的结论是Dome A区目前是地球上最好的天文观测位置。
因为Dome A区在天文和其他科学研究上得天独厚的优势,2009年1月中国第25次南极考察队,在该区域建起了一个固定的观测站——昆仑站。
2007年初,中国的天文学家们就开始发展CSTAR,还包括一个附加的测试计划(Zhou et al. 2009)。在该年的11月,CSTAR系统作为高原观测计划(PLATO)(Lawrence et al. 2008; Yang et al. 2009)运抵南极洲,并在08年1月启用。CSTAR从08年3月开始南极Dome A区域成为不错的极夜阶段开始进行观测。在这一年里,通常每天通过铱卫星我们会得到一张照片和大致三分之一的恒星光度表(少于3000个亮星)。直到8月 初PLATO的电源系统突然中断之前CSTAR一直运行良好,在09年1月中国第25支南极考察队再次来到Dome A区,带回储存在一个大硬盘上的所有照片和恒星光度表,这些数据将非常有用,对场特征研究和天文上的变星,超新星,伽玛射线爆发天体,太阳系外行星等的研 究都将非常有价值。