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「国家天文台兴隆观测站」中国科学院国家天文台兴隆观测站

郭守敬望遠镜(簡稱LAMOST)的穹頂是开放的,中國科學院國家天文台兴隆观测站的工作人员正在維護它。

據《科技日報》报道:剛過夏天,燕山主峰雾灵山南麓的连营寨,山路兩旁依然蔥蘢。

在山脚下,有八排红磚房。牆上隐约可见的“红色谚語”證明他們已經透过风雨看到了世界。

远处,山顶上,幾座白色圓顶建築隱藏在夕阳的余輝中。

從紅磚房,沿着蜿蜒崎岖的山路向上4.5公裏,國家天文台興隆天文台的字样出现在一面简單的阴影墙上。

四十九年前,北京天文台的首任台長程茂蘭(國家天文台的前身)騎著驴子来到山頂的空地上。從那時起,兴隆天文台就成了這座海拔900米的偏遠山区的独特风景。

现在,这里的天文學家不再需要每天住在山下的红砖房裏或者爬4.5公裏的山路。設备和條件已經不是以前的样子了,但他們腳踏实地、仰望星空空的平靜生活還是老样子。

观察站沒有路灯,所有的房間都沒有电视。

今年是中國科學院國家天文台兴隆观測台台长吴镇宇第11年来到這里。今天,50多名天文學家和他一起在這里扎根。

宇宙是如何形成和进化的?數千億個星係背後隐藏着多少秘密?为了回答这些基本而深刻的问題,数百年來科學家们一直在孜孜不倦地寻找和探索。探索的過程既艱难又無聊。

在这裏,记者还惊訝地发現了一座特殊的小樓——所有房间的窗戶都比普通房子小得多,窗簾拉得很厚。事實证明,這是觀察者居住的地方,他們的生物鍾與普通人完全相反。小窗户透射的光線较少,所以觀察者白天可以更好地休息。

“夜天光這裏條件好,远離城市的光污染。每年有240-260个光譜观測夜和100-120個光度觀測夜。天文寧静和大气透明有利於天文观測。”吳镇宇說,这意味著在一年的大部分时间里,觀察者必须在夜間工作,记录和整理相关数據。“觀察站有規定,即使天氣不好,所有值班人员都必须等到凌晨才能离开岗位。”

觀察站的夜晚一片漆黑。不仅没有路灯,所有的房间都是不透明的。这裏的人们早就習慣了晚上看星星走路。基地的工作人员告诉記者,強火把、手電筒、指點筆等。不允許在夜間使用,因为這些灯不利于观察。"当你回到房間時,你必须在开燈前拉上窗帘。"

在这個“天堂”,所有的房間都没有电視。这些人的娛乐活动极其有限。上网、打篮球和看书是為數不多的“預訂项目”。

在一个需要計算藍天數量、夜晚灯光越來越亮的時代,城市人看到满天的星星既浪漫又奢侈。對天文台的天文學家來說,“观察恒星”是他們年复一年日複一日重複的機械工作。普通人很難理解其中的艰辛和沉悶,但他们没有“审美”疲勞,因为他们知道自己作品的意義。

180万天體和2700多个小行星的光谱

這座山不高,但有一位仙女很出名。郭守敬望遠鏡(简稱LAMOST)和2.16米光学望远鏡是這裏的“神仙”。

"为什麽安装在三腳架上的照相机拍摄的星星不是亮点,而是亮線?"在巨大的2.16米光學天文望遠鏡旁边,天文台工程师陳颖開始对这個問题的使用进行有趣的解釋。“因為地球在旋转。”一名小學生回答道。陳英笑著点點頭。然後,他不停地问:“我們怎樣才能让星星变亮而不是變亮?”"你如何找到你想看的星星?""這台望遠镜除了給星星拍照还能做什麽?"……

在他讲述這個故事的时候,我們了解到这個我们自己開发的饱經風霜的光学望远镜曾經是中国和遠东最大的望远鏡,被誉为中國天文学史上的裏程碑。由於镜麵大,聚光能力強,可以观察到非常暗的天体,相當于一颗火柴亮度在2万公裏外燃烧的恒星,無法逃脱它的“眼睛”。

傾斜放置在绿色基座墩上的2.16米光學天文望远镜的巨大主轴轴嚴格平行於地球的旋轉軸,即红色子午線轴。工作時,軸以地球的轉速反向旋转,望远鏡安裝在抵消地球旋转的軸上。梅裏頓空它拍摄的是一次一个点,而不是一次一行。当360度旋轉圆顶打开一个很寬很長的开口时,望遠鏡可以根據“说明”在一分鍾内指向人們想要观察的天體。由于获得天体光谱可以获得更多关于天體的信息,望远镜的下端沒有配備普通的照相机,而是配备了分光計,可以直接拍摄天體光谱。目前,这台望遠镜正在进行觀测工作,尋找系外行星。陳穎在介紹時說,今天,這些信息可以通過网络傳递給山下不同学科的科学家。

據過去四年的統计,作為兴隆天文台的主望遠鏡,2.16米望遠镜每年都被日本、比利時、俄罗斯、法國、美國等国家的天文學家以及国内近20家研究機構的天文学家應用使用。除望遠镜维護时間外,國內外天文学家每年的平均观测時间为310天。使用望遠镜的观测数据,每年平均發表15篇文章。

普通天文望远鏡的珍宝藏在标志性的圓顶建築中,而以兴隆天文台為荣的LAMOST则独一无二:它的圆顶建筑还與兩座幾十米高的圆柱形匹配建築相连,一根巨大的长管斜著头躺在上麵,仿佛只要插上翅膀就能飛上天空。

工作人員告诉记者,由中國科學家獨立設计的LAMOST被国际上誉為“大视场、大口径望远镜的最佳方案”。它创造性地固定透镜鏡筒,利用主動光学技术實时生成非球面形状不斷變化的高精度反射镜,从而解決了半个世纪以來世界范圍內大口径、大视场的問题。

在LAMOST圆顶建築的5樓,一面巨大的圆形鏡子讓人屏住呼吸。它被稱为反射施密特校正器(也稱為Ma),由24个六角形透镜拚接而成,尺寸為5.72米×4.40米

沿著连接立交桥,你可以到达中间的“管状建筑”,那里的東西更神奇。在直径为1.75米的成像焦平面上,密集分布着4000個光纖单元(世界上隻有640个类似的设备)。吴鎮宇告訴記者,這些单元由8000台小型電机驱動,在觀察不同的天空区域时,可以根据目錄的位置快速準確地定位4000根光纖,即瞄準4000个天体。

在最南端的“管狀建築”中,安裝了一個球形主镜(也称为Mb)。望遠鏡的镜筒安装在兩個“管狀建筑”上。

在一个適合观察的夜晚,LAMOST穹顶和鄰近“管状建筑”的一扇侧門都將打开。Ma可以拍摄赤纬-10度到+90度的天体全景,并將宇宙深處的天体光線反射到Mb上,Mb是由37個正六边形透镜通过自身變形拚接而成的。Mb將把光聚焦在成像焦平面上。4000根光纤將天體的光傳输到16个分光計的狭缝中,32个电荷耦合器件相机记录分光計分光后的天体光谱。由于LAMOST实現了“大视場和大孔徑的結合”,在理想夜间曝光的1.5小时內可以观察到20.5°等暗弱天体。

如此复雜的設計和制造完全由中國科学家獨立完成,標志着中國天文觀測設备自主创新的重大飞跃。

LAMOST成立於1997年,于2008年完成。试點调查始於2011年10月。官方巡逻于2012年9月啟動。截至今年6月,已成功觀測到180万个天体光譜。

作为世界上最强大的天文觀測設備,它可以在研究宇宙起源、暗物质、暗能量、星係形成和演化、星係結构、恒星形成和演化等方面发挥重要作用。

今天,人类记錄了超過十亿個天體,但是天體的光谱卻隻有幾百万個。LAMOST計劃完成1000萬英鎊。

R.主动光学的发明者、国际著名天文光学专家威尔遜評论道:“LAMOST涵盖了望遠鏡技术的所有方面...它的完成将中國望遠鏡的發展技術推向了世界前沿。”

興隆天文台除了著名的2.16米光学天文望遠鏡和LAMOST外,“小家夥”60/90施密特望遠镜等也做出了突出贡獻。觀察者通過它發现了2700多个小行星,并有權命名500多個小行星。

沒有多少人对天文学研究感興趣。

“隻有当一个国家有一些人仰望星空空他们才能有希望;一個国家隻關心脚下的東西。沒有未来。”这句话的原意不應該集中在天文学上。然而,在專業选择层面,與金融、经濟管理和法律的熱潮相比,天文學等基礎學科显然属於“望天空”的范畴。

天文學是目前中国“數学、物理、化學和生活”六大基础学科中唯一沒有被納入中小学正式课程的学科。在本科教育階段,我國目前有2000多所高等院校,其中只有不到10所設有天文系。每年培养的本科生不超過100人,急需许多天文學人才。多年來大学入學人數的增加並没有使天文學這個古老的基础學科受益。目前,世界百強大学中有90%以上都設有天文係或天文学专業,這与中国天文学教育的現状形成鲜明对比。

吳镇宇告訴记者,由於本科生“供不应求”,許多天文學研究生在本科阶段學习物理,一些天文學基礎知识需要在研究生階段补充。

沒有多少人對天文学研究感兴趣。因为天文学在“金钱”方面顯然處于劣勢。從“未来”的角度来看,在天文學领域,学生们會涌向从事热门研究的導師,因為他们有很多学科和更多的出國學習机会。另一方麵,观测天文學不受欢迎——寫文章慢,工作相對困难。

事实上,天文學作為一门基础學科,對其他自然科學的發展起著巨大的推動作用。研究成果直接服務于國防、通信、导航、大地测量、自然災害預测等領域。2011年,中国科學院天文學領域的专家撰寫了《中國天文發展戰略研究报告》,稱隨著國力的增強,国家对天文学的投资大幅增加。未來20年也被认为是中國天文學发展的黄金時期。无论是一個独立的天文望遠鏡研發项目还是一個国際合作项目,它都在酝酿並逐步實施。

陳颖告訴記者,在承担天文观測任務的同时,这些深山里的人们也根据自己的技术优势對中小学生进行了科學普及教育。"我們希望更多的人会爱上天文學并从事天文學研究。"(神秘的地球uux.cn)

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