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“最大望远镜”落户京畿  

2009-07-02 14:08:00|  分类: 封面故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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LAMOST通过国家验收 大视场巡天拍摄恒星光谱
“最大望远镜”落户京畿

http://www.thebeijingnews.com 来源:新京报
本报记者 刘铮
 
 
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施密特发明的望远镜适合做“巡天”工作。资料图片 
 
“最大望远镜”落户京畿 - 新知周刊 - 《新京报·新知周刊》  
“哈勃”拍摄的“马头星云”。LAMOST可拍不出这么好看的照片。NASA/图
 
 
2009年6月,大天区面积多目标光纤光谱望远镜(LAMOST)通过国家验收,该望远镜号称“大口径兼大视场的世界之最”,如何理解这个“最”,这个大家伙的身体里隐藏着怎样的奥妙?带着强烈的好奇,本报记者在北京采访了LAMOST的项目总经理赵永恒,并前往河北兴隆,在专家的指导下参观了LAMOST的内部。

 

1 位置

群山中的“隐修院”

 

6月23日上午11时,我坐着国家天文台的班车,行驶在112国道上。车窗外是典型的河北风光:在层峦叠嶂的环抱中,有一片由灰色、白色和黄色组成的城镇。往前走,可以看到一些经营“农家乐”的小旅馆。这里是兴隆,承德市下属的一个县。很快,车辆离开了城镇的范围。

突然,在高处的山脊上,出现了几个银白色的建筑,有几个是我们曾经见过的圆顶天文台,另有一个建筑鹤立鸡群。它通体纯白,在一高一低两根白色的“柱子”上,“卧”着一个半圆柱形的结构,带着一个俏皮的尖端,看上去就像一个剥开的笋壳。而在较低的“柱子”的另一边,是一个看上去很像平常的圆顶天文台的建筑。用语言很难形容这座建筑超凡脱俗的气质,它凌空架在附近河北农村里常见的农家景象之上,让人感觉就像一座雪山上的修道院。

 

它就是LAMOST。LAMOST是“The Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope”的缩写,中文名叫“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”。LAMOST这个缩写名很好听,“LA”就是法语中的“The”,“LAMOST”连起来就是“最大”的意思。那么,当初想这个缩写名的时候是否有意“拼凑单词”呢?赵永恒说,多少有点这个意思。“大概是在1995年吧,当时最早建议要建这个望远镜的时候,就说要把它的名字做得好听一点”,最后想出了那一串英文单词,还故意省略了一个“F”,凑成了“LAMOST”。

 

2 选址

京畿最佳天文观测点

 

LAMOST在眼前闪烁了不到一分钟,就又隐没在群山之中了。汽车又走了一段,来到一个岔路口,一座路边的瓦房上贴着一个纸牌子,上面画着一个箭头,写着“此路通往国家天文台”。汽车拐上这条上山的岔路,又看到一个牌子,上面写着:“进入天文观测区,禁开远光灯”。

 

为什么LAMOST会在兴隆?要知道,并不是每个北京人都知道附近有这样一个小县城,很多人知道它也只是因为曾经到附近的雾灵山旅游,似乎很难把它和大型天文望远镜联系在一起。赵永恒说,虽然兴隆县不是很有名,但它目前为止还是我国最大的天文学观测基地所在地。1989年曾经建成过直径2.16米的光学天文望远镜,当时是远东最大的光学望远镜,直到2007年,直径2.4米的光学天文望远镜落户丽江才打破了这个纪录。当然,全世界口径最大的光学望远镜直径已经达到8到10米了,我国还是要落后一些的。

 

其实,从1958年开始,北京天文台第一任台长程茂兰就筹划在北京周边兴建天文台,当时他花了好几年跑了好多地方,北京周边的百花山、香山、西山他都跑遍了,选址的条件是一年晴夜数多;周围夜天光背景暗,也就是说周围人类活动较少;大气透明度高;大气稳定,最后发现在北京周边,兴隆最符合以上条件。因此,上世纪60年代初他们就开始在兴隆建观测站,1968年建成。到目前为止,兴隆的条件对于LAMOST是“够用”的。

 

3 规模

何以称为“之最”

 

伽利略是最早把望远镜指向天空的人。他用的是折射望远镜,镜片都是透镜。1668年,牛顿发明了反射望远镜。20世纪以来,天文学家搞的一般都是反射望远镜。现在,世界上已经有十几架直径8至10米的反射望远镜。它们镜面虽大,但视场都比较小,相当于照相机的“长焦镜头”,看得远,但能看到的范围却比较小。视角在半度这个水平上。一般这种望远镜都用在单个天体的细节。

 

“大视场望远镜”提供了另一种思路。它相当于照相机的“广角”镜头。这类望远镜是上世纪20年代施密特发明的。它是“折反射”镜,主镜是反射镜,它的前面有一块透镜改正板,这样它就有大视场,视场可以达到5至6度,达到了普通反射望远镜的10倍。这样的望远镜比较适合做“巡天”普查。

 

LAMOST则把透镜改成反射镜了,以便做大。这样它就可以兼顾两方面:口径够大,这样就可以采集到更多的光,拍摄到更暗的星体,也就是能看到更远的天体;视场够大,就可以巡视更大的区域。这就是为什么LAMOST号称“大口径兼大视场的世界之最”的原因———比我口径大的视场不如我;比我视场大的口径不如我。

 

4 功能

拍摄光谱,分析恒星

 

王钢介绍了LAMOST每一部分的功能。“天文台”式大圆顶结构里装的是平面反射镜MA。夜间,MA镜面上面的大圆罩是完全敞开的,星光由它反射到球面镜MB的镜面上面,经MB聚焦投射到焦平面上,焦平面上有4000根光纤,通过光纤收集星体的光谱信息。

 

这里有4000多根光纤,每根光纤都可以拍到一个星体的光谱。赵永恒说,现在天文学家们已经拍到上百亿个天体了,但星体光谱只做了100万个。所以我们就瞄准了光谱这个突破口。为什么要拍光谱?因为通过一般的光学照片,可以分析恒星的亮度、方位,但你无法从中得知它距离我们有多远,也无法知道它的化学成分。通过光谱分析,我们可以知道星体的化学组成,也可以知道它的温度、压强、物质密度这些物理性质。再通过这些性质,又可以推算出恒星的质量,而通过质量又可以推算出恒星的绝对亮度。通过我们看到的它的亮度和绝对亮度的对比,可以推算出它的距离。另外,还可以推算出它的距离。

 

现在天文台成立了一个委员会,由国内外有影响的天文学家组成。他们要先挑出“最有意思”的星体来分析光谱,大约有1000万个吧。工作组分成两大块,一块研究河外星系,另一块研究银河系恒星。LAMOST一晚上就可以拍到2万个天体的光谱。这些数据可以尽快发布给委员会的科学家们,争取早日出科研成果。

 

说到天文照片,大家肯定会想到哈勃望远镜拍摄的那些瑰丽的画面。LAMOST也会拍出这样美丽的照片吗?赵永恒说,LAMOST可以拍照,但是它的视场太大,没有那么大的底片或者CCD可供成像,所以一般不出照片。它的焦平面上有4个小CCD相机,只是用来定位。当然,这个缺陷对它的宣传工作会造成一定负面影响,因为一般公众还是对那些精美照片印象更深。

 

■ 链接

想亲眼看看LAMOST吗?

 

如果不是记者,一般人能够参观LAMOST吗?

 

答案是:可以。王钢说,从兴隆县城里可以坐出租车到国家天文台。这里没有严格的门卫,一般人都可以尽情欣赏LAMOST和周边几个天文台的外观。如果想要进入内部参观,就不是那么容易。王钢说,如果预约的话,可能会有工作人员带领天文爱好者参观,但这里的设施在设计中并未考虑接待参观的问题,所以接待能力有限。在国家天文台里只有有限的住宿条件,一般不安排外人住宿。兴隆县本身也是一个不错的地方,自然环境非常好。对天文爱好者来说,来看看LAMOST还是很值的。

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