LAMOST 郭守敬望遠鏡：“4000只眼睛”看宇宙 _望遠鏡

郭守敬望遠鏡（LAMOST）：“4000只眼睛”看宇宙（配圖）
（報道）據中國科學報（丁佳）：河北省興隆縣是一個寧靜的小地方，然而掩藏在燕山腹地的一座巨大的超現代建筑，卻給這里帶來了一份別樣的味道。
3月19日，中國科學院國家天文臺在興隆觀測站對全世界發布了郭守敬望遠鏡（大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡，英文簡稱LAMOST）的首批巡天光譜數據，再次讓這個小縣城成為全球天文學界矚目的焦點。
“這里是一座富礦”
【LAMOST 郭守敬望遠鏡：“4000只眼睛”看宇宙】此次依照國際慣例對全球發布的首批巡天數據包括了LAMOST于2011年9月啟動的先導巡天和2012年9月啟動的正式巡天第一年的光譜數據。數據集包含有220萬條光譜，其中信噪比大于10的恒星光譜172萬條，超過目前世界上所有已知恒星巡天項目的光譜總數。在發布數據中，還包括一個108萬顆恒星光譜參數星表，也是目前世界上最大的恒星光譜參數星表。
而龐大的數據量僅是LAMOST強大威力的一部分。中科院國家天文臺研究員、LAMOST運行和發展中心常務副主任趙永恒說：“第一批數據集于2013年8月對國內天文學家和國際合作者發布后，天文學家已經利用這些數據取得了一些較有影響力的科研成果。”
比如，國家天文臺和北京大學等合作，在仙女星系和三角星系區域內新發現了近2000顆類星體，是目前我國天文學家利用自主設備在該天區發現的世界上數目最多的類星體樣本。
“仙女星系離銀河系很近，又跟銀河系差不多大?。?作為銀河系的‘伙伴’，了解它的化學組成、運動學信息非常重要。”趙永恒告訴《中國科學報》采訪人員，“而類星體是人類能看到的最遙遠的天體，可以作為其他天體的參照物。”
除此之外，科學家利用這批數據發現了300多顆白矮星，作為恒星演化晚期的代表性產物，白矮星可用來獨立確定星團年齡，其光度函數可確定恒星形成率和銀河系的演化歷史。天文學家還新發現了50顆貧金屬恒星，為研究銀河系形成和化學演化及早期宇宙中的恒星形成提供了觀測限制。
美國合作者利用LAMOST數據發現了一顆超高速星，是國際上已發現的20顆超高速星中距離地球最近的。超高速星能幫助天文學家了解黑洞附近的情況，還能了解銀河系暗物質暈的性質和暗物質的分布。
“銀河系的形成是國際上最熱門的天文學問題之一，而要回答這個問題，第一步就是對銀河系進行普查。”中國科學技術大學教授褚耀泉說，“這里就像一個‘富礦’，隨著數據量越來越大，諸如超高速星這樣的‘怪東西’就冒出來了。LAMOST會給全球科學家提供一個完備的樣本，供他們去研究、發現。”
“4000只眼睛”看宇宙
LAMOST 如此“給力” ，與它設計和技術上的先進密切相關。LAMOST創造性地應用主動光學技術，突破了望遠鏡大口徑與大視場難以兼得的瓶頸，是世界上口徑最大的光譜巡天望遠鏡，也是世界上新型的、可以實現10米以上更大口徑的大視場望遠鏡的最好方案。
“天上的星星很多，想要觀測它們，最簡單的方法就是拍照。可想要知道天體的化學成分、溫度、密度、年齡等信息，就需要進行光譜測量。”褚耀泉說，“但光譜是很難拍的，一般的望遠鏡一次只能拍一顆星星。”
從上世紀90 年代初起，中科院院士王綬琯、蘇定強等人就開始設計這樣一臺擁有數千只“眼睛”的望遠鏡，他們在國際上率先開展了在一次觀測中同時獲取數千個天體光譜的前瞻性的研究課題，提出了LAMOST 的設計構想。中國科學家克服重重困難，開辟了幾千根光纖定位的新路，使LAMOST 每次觀測可獲得多達4000 個天體的光譜，一舉成為世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。
因此也難怪，每當提到這臺望遠鏡時，中科院院士崔向群總帶著一股自豪。“LAMOST 在全世界是獨一無二的，我們做到了國外專家認為不可能的事情。”
中國天文的希望之星
LAMOST 對中國天文學的貢獻，中科院國家天文臺臺長嚴俊有著深刻的體會。“在過去的歐洲，天文學被認為是貴族的玩意兒。由于經費的限制，我國在天文觀測方面也一直比較落后。現在我們正在局部趕上，某些地方甚至超越了傳統天文強國，LAMOST 就是一個突破口。”
嚴俊認為，此次對全世界公開發布的第一批數據，表明中國大型巡天望遠鏡所獲得的大規模海量數據將被更多的國際天文學家所使用，充分顯示了我國重大科技基礎設施的自主創新能力。
這樣的工作還在繼續。2014 年12 月，包括LAMOST 先導巡天和兩年正式巡天的光譜數據———第二批數據集對國內天文學家和國際合作者發布。其中包含有413 萬條天體光譜，其中恒星光譜有327 萬，還包括一個220 萬顆恒星的光譜參數星表，目前共有31 家國內外科研院所和大學正在利用LAMOST 數據開展研究工作。
LAMOST 第一期光譜巡天計劃在5 年時間里獲得超過500 萬條高質量的光譜，海量的光譜數據將成為“數字銀河系”的重要基石，對于研究銀河系的結構、運動、形成和演化具有十分重要的科學意義。“我們相信，會有越來越多的重要成果從這里產出。”嚴俊對此充滿信心。