更具新闻影响力网站
欢迎投稿本网站
首页 > 科技 > 正文 >

让天文学观测大视场与大口径兼得——讲述郭守敬望远镜诞生背后的故事

发布时间:2022-11-24 20:55   来源:

  1992年,我国一位天文学家在《自然杂志》上发表了4篇文章探讨当时天文科学的发展,在这组文章的最后一节,他对我国天文设备建设提出了几则设想。3年后,他重读这4篇文章,在手稿中写道……觉得好像是一个跳伞者,伞已经在空中张起,眼睛盯着目的地但却还没有落到实地。像一支音乐停在接近尾声的一个休止符上。

  这位天文学家,就是1980年当选中国科学院学部委员(院士),历任北京天文台研究员、台长、名誉台长,为天文事业整整奋斗了70年的王绶琯,而他在手稿中提到的,使这段停在接近尾声的一个休止符上的音乐成为一段完整乐章的办法,则是建造大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜——郭守敬望远镜(LAMOST)。

  作为我国自主创新的、世界上口径最大的大视场兼大口径及光谱获取率最高的望远镜,LAMOST与王绶琯的渊源要追溯到20世纪80年代。当时我国正值现代天文学的第二次重建,五台四校一厂的学科基地已经立稳脚跟;天文实测条件正从基本为零转变为最最起码的水平;一批中青年天文人才这时已崭露头角。王绶琯惊喜地发现,这样的人与物的基础,虽然还很薄弱,但只需进一步巩固、完善,便能发起一次前哨战,在天文主战场上,开拓前沿,取得突破。

  当时的天文学界存在一个困扰了研究者们多年的难题,即望远镜的大口径和大视场无法兼得。大视场是指望远镜可观测到的星空的面积足够大,这样就可以同时观测更多的星星。大口径是指望远镜镜面的直径大,这样就可以观测到足够暗的星体。

  在此前使用的三种常规光学望远镜中,折射望远镜具有较宽的视野,但它的镜片不能做大;反射式望远镜可以把镜片做大,获得大口径,但是它能够观测的范围比较小,无法获得大视场;折反射望远镜能够获得大视场,但由于它的折射镜片太复杂,无法做大,因此不能同时获得大口径。

  如何解决大口径与大视场鱼与熊掌不可兼得的问题?这一困惑摆在了国内外所有天文学家的面前。

  20世纪80年代的一个夜晚,在从宁波驶向舟山的船上,王绶琯与当时都还是青年科学家的陈建生院士和苏定强院士一道,讨论我国下一步的天文设备建设。他们想到,想要在我国天文学方面做有米之炊,是不是要考虑做个什么东西,解决这个鱼与熊掌不可兼得的问题。

  在这次被王绶琯称作海舟夜话的谈话结束后不久,他们便把目标定在配置多根光学纤维的大天区面积大规模光谱的开拓上。接着是LAMOST建设方案探讨,从陈建生主持的150/220厘米中国施密特望远镜的论证,到苏定强设计的子午装置—焦面跟踪的施密特型望远镜,再到最终LAMOST方案形成时苏定强主动反射板画龙点睛的一笔,LAMOST建设方案先后经过多次学术讨论,三易蓝图。

  1993年4月,以王绶琯、苏定强为首的研究集体提出LAMOST项目,并建议将其作为中国天文重大观测设备列入九五期间国家重大科学工程计划。

  1994年7月,两位青年科学家褚耀泉、崔向群在英国的一次国际会议上报告了LAMOST建设方案,引起了强烈反响。

  从诞生于海舟中的一个想法到国际会议上使同行们兴奋的方案,王绶琯参与见证了LAMOST的成长史。1995年,他在论文中回忆道,LAMOST方案的思考和建构,反复历经十年。参加的同志前后近二十人,参加者从不同专业、不同研究领域出发,切磋琢磨、求同存异,蜿蜿蜒蜒把力气汇聚到了共同点。正因为参加者的出发点不同,就有了集思广益。而参加者从不同出发点走向目标,不同思想、不同方法在同时前进中磕弹转并,就有了各自的蜿蜒曲折。

  1996年7月,国家科技领导小组决策启动国家重大科学工程计划,LAMOST列入首批启动项目;2001年8月,LAMOST项目批准开工建设,2008年8月全部项目建设任务完成;2008年10月16日在国家天文台兴隆观测基地举行LAMOST落成典礼,2009年6月LAMOST项目顺利通过国家验收。

  近年来,一系列天文学领域的新研究发现不断刷新着人们对于宇宙的认知:在银河系中发现一颗恒星级黑洞;为银河系重新画像,发现银河系比原来认识的增大了一倍;改写银河系晕的面貌,精确称量出银河系的体重;发现一颗目前人类已知锂元素丰度最高的恒星;通过监测恒星心电图发现绝大多数富锂巨星的真身是红团簇星;发现类太阳恒星经过氦闪普遍可以产生锂元素的机制;获取了大样本恒星年龄信息,揭示银河系成长史……在这些发现的背后,都少不了LAMOST的参与,它已经成为天文学家们亲密无间的合作伙伴。

  截至2022年9月,LAMOST已运行11年,共发布了约2000万条光谱数据。每天夜晚,LAMOST都在华北大地上仰望星空。而在浩瀚宇宙中,被命名为王绶琯星的小行星也正熠熠生辉。

  1992年,我国一位天文学家在《自然杂志》上发表了4篇文章探讨当时天文科学的发展,在这组文章的最后一节,他对我国天文设备建设提出了几则设想。3年后,他重读这4篇文章,在手稿中写道……觉得好像是一个跳伞者,伞已经在空中张起,眼睛盯着目的地但却还没有落到实地。像一支音乐停在接近尾声的一个休止符上。

  这位天文学家,就是1980年当选中国科学院学部委员(院士),历任北京天文台研究员、台长、名誉台长,为天文事业整整奋斗了70年的王绶琯,而他在手稿中提到的,使这段停在接近尾声的一个休止符上的音乐成为一段完整乐章的办法,则是建造大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜——郭守敬望远镜(LAMOST)。

  作为我国自主创新的、世界上口径最大的大视场兼大口径及光谱获取率最高的望远镜,LAMOST与王绶琯的渊源要追溯到20世纪80年代。当时我国正值现代天文学的第二次重建,五台四校一厂的学科基地已经立稳脚跟;天文实测条件正从基本为零转变为最最起码的水平;一批中青年天文人才这时已崭露头角。王绶琯惊喜地发现,这样的人与物的基础,虽然还很薄弱,但只需进一步巩固、完善,便能发起一次前哨战,在天文主战场上,开拓前沿,取得突破。

  当时的天文学界存在一个困扰了研究者们多年的难题,即望远镜的大口径和大视场无法兼得。大视场是指望远镜可观测到的星空的面积足够大,这样就可以同时观测更多的星星。大口径是指望远镜镜面的直径大,这样就可以观测到足够暗的星体。

  在此前使用的三种常规光学望远镜中,折射望远镜具有较宽的视野,但它的镜片不能做大;反射式望远镜可以把镜片做大,获得大口径,但是它能够观测的范围比较小,无法获得大视场;折反射望远镜能够获得大视场,但由于它的折射镜片太复杂,无法做大,因此不能同时获得大口径。

  如何解决大口径与大视场鱼与熊掌不可兼得的问题?这一困惑摆在了国内外所有天文学家的面前。

  20世纪80年代的一个夜晚,在从宁波驶向舟山的船上,王绶琯与当时都还是青年科学家的陈建生院士和苏定强院士一道,讨论我国下一步的天文设备建设。他们想到,想要在我国天文学方面做有米之炊,是不是要考虑做个什么东西,解决这个鱼与熊掌不可兼得的问题。

  在这次被王绶琯称作海舟夜话的谈话结束后不久,他们便把目标定在配置多根光学纤维的大天区面积大规模光谱的开拓上。接着是LAMOST建设方案探讨,从陈建生主持的150/220厘米中国施密特望远镜的论证,到苏定强设计的子午装置—焦面跟踪的施密特型望远镜,再到最终LAMOST方案形成时苏定强主动反射板画龙点睛的一笔,LAMOST建设方案先后经过多次学术讨论,三易蓝图。

  1993年4月,以王绶琯、苏定强为首的研究集体提出LAMOST项目,并建议将其作为中国天文重大观测设备列入九五期间国家重大科学工程计划。

  1994年7月,两位青年科学家褚耀泉、崔向群在英国的一次国际会议上报告了LAMOST建设方案,引起了强烈反响。

  从诞生于海舟中的一个想法到国际会议上使同行们兴奋的方案,王绶琯参与见证了LAMOST的成长史。1995年,他在论文中回忆道,LAMOST方案的思考和建构,反复历经十年。参加的同志前后近二十人,参加者从不同专业、不同研究领域出发,切磋琢磨、求同存异,蜿蜿蜒蜒把力气汇聚到了共同点。正因为参加者的出发点不同,就有了集思广益。而参加者从不同出发点走向目标,不同思想、不同方法在同时前进中磕弹转并,就有了各自的蜿蜒曲折。

  1996年7月,国家科技领导小组决策启动国家重大科学工程计划,LAMOST列入首批启动项目;2001年8月,LAMOST项目批准开工建设,2008年8月全部项目建设任务完成;2008年10月16日在国家天文台兴隆观测基地举行LAMOST落成典礼,2009年6月LAMOST项目顺利通过国家验收。

  近年来,一系列天文学领域的新研究发现不断刷新着人们对于宇宙的认知:在银河系中发现一颗恒星级黑洞;为银河系重新画像,发现银河系比原来认识的增大了一倍;改写银河系晕的面貌,精确称量出银河系的体重;发现一颗目前人类已知锂元素丰度最高的恒星;通过监测恒星心电图发现绝大多数富锂巨星的真身是红团簇星;发现类太阳恒星经过氦闪普遍可以产生锂元素的机制;获取了大样本恒星年龄信息,揭示银河系成长史……在这些发现的背后,都少不了LAMOST的参与,它已经成为天文学家们亲密无间的合作伙伴。

  截至2022年9月,LAMOST已运行11年,共发布了约2000万条光谱数据。每天夜晚,LAMOST都在华北大地上仰望星空。而在浩瀚宇宙中,被命名为王绶琯星的小行星也正熠熠生辉。

上一篇:微软OneDrive按需文件同步功能面向macOS12.1或更高版本用户推出
下一篇:每年1200美元,奔驰电动汽车需付费解锁性能包

最新资讯
阅读排行