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中国将启动LAMOST二期巡天计划 目标包括拍摄“天体视频”

中新社北京8月7日电
中国科学院国家天文台LAMOST运行和发展中心主任、研究员赵刚7日透露,LAMOST(国家重大科技基础设施郭守敬望远镜)将于2018年9月至2023年6月期间,启动其二期中分辨率光谱巡天计划,确定拍摄“天体视频”等科学目标。

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图片 3图为银河系下的LAMOST——国家天文台。
中新社发 中科院国家天文台 摄

图为银河系下的LAMOST——国家天文台。中新社发中科院国家天文台摄

热木星和热海星示意图。北京天文馆马劲/绘制

中科院国家天文台当天在北京举行LAMOST一期巡天科学成果新闻发布会,宣布LAMOST已圆满完成一期光谱巡天观测并取得一大批重要科研成果。赵刚在发布会上介绍LAMOST后续巡天规划时透露了上述信息。

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他说,与一期巡天仅进行低分辨率观测不同,LAMOST二期巡天将开启中、低分辨率光谱巡天交替进行的观测模式,即亮月夜进行中分辨率光谱观测,暗月夜继续开展低分辨率光谱观测。

图为类星体效果图。中新社发中科院国家天文台摄

银河系下的LAMOST。国家天文台陈颖为/摄

相对低分辨率光谱巡天,中分辨率光谱巡天的光谱分辨率增加4倍、视向速度精度增加5倍、恒星基本参数测量精度增加1倍。“低分辨率巡天是给天体拍照,中分辨率巡天是给天体拍视频”,此外,中分辨率巡天还将获得包括锂元素在内的近20种金属的特征谱线。

中国科学院国家天文台LAMOST运行和发展中心主任、研究员赵刚7日透露,LAMOST(国家重大科技基础设施郭守敬望远镜)将于2018年9月至2023年6月期间,启动其二期中分辨率光谱巡天计划,确定拍摄“天体视频”等科学目标。

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图片 7图为类星体效果图。
中新社发 中科院国家天文台 摄

中科院国家天文台当天在北京举行LAMOST一期巡天科学成果新闻发布会,宣布LAMOST已圆满完成一期光谱巡天观测并取得一大批重要科研成果。赵刚在发布会上介绍LAMOST后续巡天规划时透露了上述信息。

银盘半径大小变化示意图。元博/绘制

赵刚表示,LAMOST二期的中分辨率光谱巡天科学目标主要包括四方面内容:一是拍摄“天体视频”,探测恒星内部结构及双星的演化;二是“寻宗问祖”,揭秘天体化学组成DNA和家族史;三是探测系外行星宿主恒星及其性质;四是观测恒星“幼儿园”,揭示恒星形成之初的性质。

他说,与一期巡天仅进行低分辨率观测不同,LAMOST二期巡天将开启中、低分辨率光谱巡天交替进行的观测模式,即亮月夜进行中分辨率光谱观测,暗月夜继续开展低分辨率光谱观测。

中国科学院国家天文台研究员、郭守敬望远镜运行和发展中心主任赵刚张开双臂举过头顶,在空中划过一个半弧:“就像是给银河系重新‘画像’,我们发现了一个更大的‘银盘’!”

这位天文学家认为,LAMOST启动实施二期中分辨率光谱巡天意义重大,将获得约300万条中分辨率光谱,是目前国际最大的中分辨率光谱巡天——澳大利亚RAVE巡天项目的5倍,同时,比欧洲盖亚空间望远镜巡天深度增加3个星等,并显著提升研究恒星物理、银河系形成及演化历史的能力。

相对低分辨率光谱巡天,中分辨率光谱巡天的光谱分辨率增加4倍、视向速度精度增加5倍、恒星基本参数测量精度增加1倍。“低分辨率巡天是给天体拍照,中分辨率巡天是给天体拍视频”,此外,中分辨率巡天还将获得包括锂元素在内的近20种金属的特征谱线。

学界原本认为的银河系半径是5万光年,到2017年,一下子就“扩大”到6.2万光年,2018年,半径再次“扩大”到10万光年——“这就好比银河系从‘二环’扩建到‘五环’。”赵刚打了这样一个比方。

赵刚表示,LAMOST二期的中分辨率光谱巡天科学目标主要包括四方面内容:一是拍摄“天体视频”,探测恒星内部结构及双星的演化;二是“寻宗问祖”,揭秘天体化学组成DNA和家族史;三是探测系外行星宿主恒星及其性质;四是观测恒星“幼儿园”,揭示恒星形成之初的性质。

最先“看到”这种变化的,正是国家天文台所运行的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜——LAMOST。这个被称作世界上口径最大的大视场望远镜,曾经因为突破“天文望远镜大口径与大视场难以兼得”的世界级难题而成为举世瞩目的“天文明星”。在2009年6月通过国家验收之后,一度低调沉默,进入精密调试和试观测阶段。

这位天文学家认为,LAMOST启动实施二期中分辨率光谱巡天意义重大,将获得约300万条中分辨率光谱,是目前国际最大的中分辨率光谱巡天——澳大利亚RAVE巡天项目的5倍,同时,比欧洲盖亚空间望远镜巡天深度增加3个星等,并显著提升研究恒星物理、银河系形成及演化历史的能力。

如今时隔9年,郭守敬望远镜历尽天文数字才能衡量的宇宙空间奔波,终于完成一期光谱巡天观测,迎来成果“爆发”。

有多强的“眼力”,才能给银河系“画像”?

郭守敬望远镜是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。作为这台望远镜的管理和运行机构,中国科学院国家天文台前不久宣布,郭守敬望远镜共“产生”光谱901万条,其中高质量光谱777万条,确定534万组恒星光谱参数。

“这些,可是世界上其他巡天项目发布光谱数总和的1.8倍!”赵刚说,这些数据集已于去年年底对国内天文学家和国际合作者发布。

相应地,从学术成果来看,我国科学家迄今利用郭守敬望远镜数据共发表SCI论文345篇,引用3000余次,一批高显示度的成果引起学界关注,这其中就包括给银河系重新“画像”。

重新“画像”就要重新认识银河系的主体部分——银盘的大小。过去,天文学家普遍认为,银河系的中心附近存在一个棒状结构,外面呈现盘状结构、四周被较稀疏的恒星包裹,银盘在距离银河系中心约5万光年处有一个清晰的边界——在这个边界处,银盘恒星的数目骤然下降,如同银盘在此处被切割掉。

近年来,科学家在这个边界之外陆续发现一些属于银盘的年轻恒星,这似乎暗示“银盘的边界应该更大”。然而,要证实这点还需要对更多、更远的恒星进行统计。

2017年年底,中国科学院国家天文台研究员刘超利用郭守敬望远镜的数据清点了银河系外围恒星的数目,更远处恒星光谱特征和盘上的一致,至此,银河系盘大小被拓展了25%,延伸到距离中心6.2万光年处。