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郭守敬望远镜带你重新认识银河系聚焦透镜

2020-07-13 17:44:16 透镜    

“纤云弄巧,飞星传恨,银汉迢迢暗度”,七夕将至,日日夜晚星云密布,繁星闪烁,想要观测它们,最简单的方法就是拍照。可想要掌握这些天体的化学成分、温度、密度、年龄等信息,就需要进行光谱测量。

哈勃望远镜是最早的空间望远镜,1990年由美国航天飞机送上太空,以2.8万公里的时速沿轨道运行。作为天文史上最重要的仪器之一,哈勃望远镜在探测黑洞、暗物质和恒星演变等方面发挥了重大作用,但是在效率方面却略不济。而郭守敬望远镜却能够对4000个天体同时进行观测,是目前天体光谱观测效率最高的望远镜之一。郭守敬望远镜一期光谱巡天从2012年9月开始,于2017年6月结束。二期光谱巡天即将从2018年9月开始,持续至2023年6月。

中国科学院国家天文台于8月7日宣布,由其管理和运行的国家重大科技基础设施——郭守敬望远镜(LAMOST)已完成一期光谱巡天观测。郭守敬望远镜发布的光谱数是世界上其他巡天项目发布光谱数总和的1.8倍,利用该望远镜的数据,天文学家共发表了SCI论文345篇。它除了给银河系画像,还在寻找第二个有生命的星球、搜寻奇异天体、发现宇宙“化石”等领域建功赫赫。

作为我国科学家自主创新研制的一架主动反射施密特天文望远镜,郭守敬望远镜突破了天文望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈,是目前世界上口径最大的大视场望远镜。“大样本统计”与“寻找奇异天体”是郭守敬望远镜目前的主要任务。

最近研究结果表明,经过郭守敬望远镜的观测,银河系的半径甚至有10万光年。这一数据让我们对现有的银河系大小有了新的认识。著名的望远镜专家、主动光学发明人Wilson评价说:“郭守敬望远镜是主动光学最先进和雄心勃勃的应用,其成功对未来光学领域的发展具有根本性的意义。”

除了银河系大小的观测,郭守敬望远镜在“寻找有生命的星球”方向也作出了不少的贡献,它首次测量了近700颗太阳系外行星的轨道偏心率和倾角,发现约八成的行星轨道都如同太阳系的近圆形轨道。这表明太阳系在宇宙中并不是独有的特例,这一信息在某种程度上增强了人类寻找另一个地球和地外生命的信心。

利用郭守敬望远镜数据的大样本优势,科学家们还精确估算了上百万颗恒星的年龄,使具有精确年龄的恒星样本增加了一千倍,为银河系的演化研究提供了更为精确的基础数据。此外,在郭守敬望远镜光谱中还发现了大量贫金属星,构建了目前世界上最大的、适合现有大望远镜跟踪观测的宇宙化石样本。2018年8月,以中国科学院国家天文台为首的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜发现了一颗奇特天体,它的锂元素含量约为同类天体的3000倍,是人类已知锂元素含量最高的恒星。

在过去的五年时间里,郭守敬望远镜第一期光谱巡天计划已顺利结束,该仪器为我们带来了超过500万条高质量的光谱,海量的光谱数据将为我国的银河系的探究工作提供了强大的信息支撑。茫茫宇宙还有更多值得我们深入探索的奥秘,郭守敬望远镜二期光谱巡天即将起航。我们相信,郭守敬望远镜将会为中国发展新一代天文光学红外观测事业做出更多贡献。

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