| 郭守敬望遠(yuǎn)鏡（大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，簡稱LAMOST）的穹頂打開，中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站工作人員正在對其進(jìn)行維護(hù)。本報記者 郭守敬望遠(yuǎn)鏡（大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，簡稱LAMOST）的穹頂打開，中國科學(xué)院國家天文臺興隆觀測站工作人員正在對其進(jìn)行維護(hù)。本報記者陳泉涌攝 盛夏剛過，燕山主峰霧靈山南麓連營寨，山路兩旁依然草木蔥蘢。 山腳下，有8排紅磚房，墻體上依稀可見的“紅色語錄”，是它們經(jīng)風(fēng)雨見世面的證明。 遠(yuǎn)處山頂上，幾座白色穹頂建筑，掩映在夕陽的余暉中。 從紅磚房沿著蜿蜒崎嶇的山路上行4.5公里，國家天文臺興隆觀測站的字樣出現(xiàn)在一面簡樸的影壁墻上。 49年前，北京天文臺（國家天文臺前身）首任臺長程茂蘭騎著毛驢登上了山頂?shù)倪@片開闊地，其后，興隆觀測站成了這座海拔900米的深山里獨(dú)特的風(fēng)景。 現(xiàn)在，這里的天文人不用再住山下的紅磚房，也不用每天再攀爬那4.5公里山路了。設(shè)備、條件今非昔比，但他們腳踏實(shí)地、仰望星空的清寂生活一如既往。 觀測站沒有一盞路燈，所有房間都沒有電視機(jī) 今年是中科院國家天文臺興隆觀測站站長武振宇在這里的第11個年頭。如今，與他一起扎根于此的有50多位天文人。 宇宙是如何形成和演化的？數(shù)以千億計(jì)的星系背后藏著多少秘密？為了回答這些基本而又深奧的問題，幾百年來，科學(xué)家們孜孜以求，不斷探索。而探索的過程是艱苦和枯燥的。 在這里，記者還驚奇地發(fā)現(xiàn)了一棟與眾不同的小樓——所有房間的窗戶都比平常房屋的窗戶小許多，拉著厚厚的窗簾。原來，這是觀測人員的住處，晝伏夜出的他們和普通人的生物鐘是完全顛倒的。小窗戶透光少，觀測員們白天可以更好地休息。 “這里夜天光條件好，遠(yuǎn)離城市的光污染。每年有240—260個光譜觀測夜，100—120個測光觀測夜，天文寧靜度和大氣透明度均有利于天文觀測。”武振宇說，這意味著一年的大部分時間，觀測人員都要在夜里工作，并記錄整理相關(guān)數(shù)據(jù)?！坝^測站有規(guī)定，即使天氣不好，所有值班人員也要等到凌晨才能離崗。” 觀測站的夜晚漆黑一片，不僅沒有一盞路燈，所有房間都密不透光。這里的人們早已習(xí)慣了看著星星走夜路?；氐墓ぷ魅藛T告訴記者，在夜間，強(qiáng)光電筒、閃光燈、指星筆等均不得使用，因?yàn)檫@些光亮對觀測都是不利的?！澳銈兓氐椒块g一定先拉上窗簾，然后再開燈?！?br>在這個“世外桃源”里，所有房間都沒有電視機(jī)。這群人的娛樂活動極其有限，上網(wǎng)、打籃球、看書是為數(shù)不多的“保留項(xiàng)目”。 在藍(lán)天數(shù)需要統(tǒng)計(jì)、夜晚燈光越來越亮的時代，對于城市人，能看到滿天星斗是件浪漫、奢侈的事情。而對觀測站的天文人來說，“看星星”是他們年復(fù)一年、日復(fù)一日，機(jī)械重復(fù)的工作，其中的艱辛與枯燥普通人難以體會，但他們沒有“審美”疲勞，因?yàn)樗麄冎雷约汗ぷ鞯囊饬x。 180萬條天體光譜和2700多顆小行星 山不在高，有仙則名。郭守敬望遠(yuǎn)鏡（大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡，簡稱LAMOST）以及2.16米光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡等就是這里的“仙”。 “架設(shè)在三腳架上的相機(jī)拍出的星為什么不是一個亮點(diǎn)，而是一條亮線呢？”在碩大的2.16米光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡旁，觀測站工程師陳穎為用這個問題開始了有趣的講解?！耙?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)?！币粋€小學(xué)生答道。陳穎為微笑著點(diǎn)頭。接著，他不斷拋出問題：“怎樣拍攝才能使星星是亮點(diǎn)而不是亮線呢？”“如何找到你要看的那顆星？”“除了拍攝星星的照片，這臺望遠(yuǎn)鏡還能做什么？”…… 隨著他層層剝繭的講述，我們知道了這臺我國歷經(jīng)風(fēng)霜自行研制的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，一度是國內(nèi)、也是遠(yuǎn)東最大的，被譽(yù)為中國天文學(xué)發(fā)展史上一個里程碑。由于鏡面大，聚光能力強(qiáng)，可以觀測到很暗的天體，相當(dāng)于在20000千米以外一根火柴燃燒亮度的星，也逃不過它的“眼睛”。 2.16米光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡斜臥在綠色基墩上的那根巨大梭形軸與地球自轉(zhuǎn)軸嚴(yán)格平行，稱為赤經(jīng)軸，工作時該軸以地球自轉(zhuǎn)速度反向旋轉(zhuǎn)，望遠(yuǎn)鏡就安裝在這根抵消了地球自轉(zhuǎn)的軸上，它拍出的美麗星空是一個個的點(diǎn)而非一條條線。當(dāng)可360度旋轉(zhuǎn)的穹頂打開一個寬闊的長口子，望遠(yuǎn)鏡根據(jù)“指令”，在一分鐘之內(nèi)，即可指向人們想要觀測的天體。由于獲取天體的光譜能獲得更多天體的信息，因此望遠(yuǎn)鏡的下端安裝的不是普通相機(jī)，而是一臺光譜儀，可以直接拍攝天體的光譜。目前，該望遠(yuǎn)鏡正在進(jìn)行搜索系外行星的觀測工作。陳穎為介紹說，如今，這些信息可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，供山下各個學(xué)科的科學(xué)家使用。 根據(jù)近4年來的統(tǒng)計(jì)，2.16米望遠(yuǎn)鏡作為興隆觀測站的主要望遠(yuǎn)鏡，每年都有來自日本、比利時、俄羅斯、法國和美國等國家的天文學(xué)家，以及來自國內(nèi)近20家研究機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家申請使用。除去望遠(yuǎn)鏡維護(hù)時間，平均每年對國內(nèi)外天文學(xué)家提供310天左右的觀測時間。使用該望遠(yuǎn)鏡的觀測資料平均每年發(fā)表文章15篇。 一般天文望遠(yuǎn)鏡的寶貝都藏身在標(biāo)志性的穹頂建筑里，興隆觀測站引以為傲的LAMOST則別出心裁：其穹頂建筑還連接有兩個幾十米高的圓柱形配樓，一個巨型長筒昂首斜臥其上，仿佛只要插上翅膀，就能飛上云霄。 工作人員告訴記者，由中國科學(xué)家自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)的LAMOST，被國際上譽(yù)為“大視場大口徑望遠(yuǎn)鏡的最佳方案”。它創(chuàng)造性地將鏡筒固定，并用主動光學(xué)技術(shù)實(shí)時產(chǎn)生非球面面形不斷變化的高精度鏡面，解決了半個世紀(jì)以來大口徑和大視場難以兼?zhèn)涞氖澜缧噪y題。 在LAMOST穹頂建筑的5樓，一個巨大的圓形鏡面讓人屏息凝氣。它被稱為反射施密特改正鏡（也叫Ma），由24塊六邊形鏡片拼接而成，大小是5.72米×4.40米。 沿著連接天橋，可以到中間的“筒子樓”，這里的東西更加神奇。在直徑1.75米的成像焦面之上，密密麻麻地分布著4000根光纖單元（國際上同類設(shè)備僅640根）。武振宇告訴記者，這些單元由8000個小型電機(jī)驅(qū)動，可以在觀測不同的天區(qū)時按照星表的位置快速將4000根光纖精確定位，即對準(zhǔn)4000個天體。 而在最南端的“筒子樓”里，則安裝著球面主鏡（也叫Mb）。望遠(yuǎn)鏡的鏡筒就架設(shè)在兩個“筒子樓”之上。 在適合觀測的夜晚，LAMOST穹頂和相鄰“筒子樓”的一面大門會全部打開，Ma可將赤緯-10度到+90度的天體盡收眼底，把來自宇宙深處的天體光線，經(jīng)過自身形變，反射到由37塊正六邊形鏡片拼接而成的Mb上，由Mb將這些光線成像聚焦在成像焦面上。4000根光纖則將天體的光傳輸?shù)?6臺光譜儀的狹縫中，通過光譜儀分光后有32臺CCD照相機(jī)記錄下天體的光譜。由于LAMOST實(shí)現(xiàn)了“大視場與大口徑兼?zhèn)洹保诶硐氲难蔡煲雇砥毓?.5個小時內(nèi)，可以觀測到20.5等的暗弱天體。 如此復(fù)雜的設(shè)計(jì)和制造，完全由中國科學(xué)家獨(dú)立完成，標(biāo)志著我國天文觀測設(shè)備實(shí)現(xiàn)了自主創(chuàng)新的重大跨越。 LAMOST于1997年立項(xiàng)，2008年建成；2011年10月開始先導(dǎo)巡天；2012年9月啟動正式巡天。截止到今年6月，已成功觀測了180萬條天體光譜。 它作為目前世界上獲取天體光譜能力最強(qiáng)大的天文觀測設(shè)備，可在宇宙起源、暗物質(zhì)、暗能量、星系形成與演化、銀河系結(jié)構(gòu)、恒星形成與演化等研究中發(fā)揮重要作用。 如今人類已記錄的天體有十幾億顆，但天體光譜只做了數(shù)百萬個。LAMOST計(jì)劃完成1000萬個。 主動光學(xué)發(fā)明人、國際著名天文光學(xué)專家R. Wilson評價說：“LAMOST包括了望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的所有方面……它的建成，將中國望遠(yuǎn)鏡研制技術(shù)推到了世界前沿的頂峰。” 在興隆觀測站，除了聲名赫赫的2.16米光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡和LAMOST，“小家伙”60/90施密特望遠(yuǎn)鏡等也曾功勞卓著，觀測者已通過它發(fā)現(xiàn)了2700多顆小行星，并擁有對500多顆小行星的命名權(quán)。 有志于天文學(xué)研究的人并不多 “一個民族有一些仰望星空的人，他們才有希望；一個民族只是關(guān)心腳下的事情，那是沒有未來的?！边@句話的原意應(yīng)該并非聚焦于天文學(xué)。但在專業(yè)選擇層面上，與趨之若鶩的金融、經(jīng)濟(jì)管理、法律等相比，天文學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科顯然屬于“仰望天空”的范疇。 在“數(shù)理化天地生”六大基礎(chǔ)學(xué)科中，天文學(xué)是目前唯一沒有被列入我國中小學(xué)正式課程的學(xué)科。在本科教育階段，我國目前擁有2000多所高等院校，其中僅有不足10所大學(xué)設(shè)有天文系，每年培養(yǎng)的本科生不過百余人，許多天文項(xiàng)目人才告急。多年來的大學(xué)擴(kuò)招也未惠及天文學(xué)這一古老的基礎(chǔ)學(xué)科。而目前世界排名前100位的大學(xué)中，九成以上有天文系或者天文專業(yè)，這與我國目前的天文學(xué)教育現(xiàn)狀形成了鮮明對比。 武振宇告訴記者，由于本科生“供給”不足，天文學(xué)研究生很多在本科階段是學(xué)物理的，一些天文學(xué)的基本知識需要在研究生階段補(bǔ)課。 有志于天文學(xué)研究的人并不多。因?yàn)樵凇板X途”方面，天文學(xué)顯然處于劣勢。從“前途”角度看，在天文學(xué)領(lǐng)域，學(xué)生們會對從事熱點(diǎn)研究的導(dǎo)師趨之若鶩，因?yàn)樗麄兊恼n題多，出國深造的機(jī)會也多；而觀測天文學(xué)則是冷門——出文章慢，且工作又相對艱苦。 事實(shí)上，天文學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，對其他自然科學(xué)的發(fā)展起著極大的推動作用，研究成果直接服務(wù)于國防、通訊、導(dǎo)航、測地、預(yù)報自然災(zāi)害等領(lǐng)域。2011年，中科院天文領(lǐng)域?qū)＜揖帉懥恕吨袊煳陌l(fā)展戰(zhàn)略研究報告》稱，隨著國力增強(qiáng)，國家對天文學(xué)的投入已明顯增多。今后20年也被認(rèn)為是中國天文學(xué)發(fā)展的黃金時期，無論是天文望遠(yuǎn)鏡的自主研制項(xiàng)目，還是國際合作項(xiàng)目，都在醞釀和逐步實(shí)施。 陳穎為告訴記者，他們這群大山深處的人在承擔(dān)天文觀測任務(wù)的同時，還根據(jù)自身的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)行一些中小學(xué)生科普教育等方面的工作?！拔覀兿Ｍ懈嗟娜藧凵咸煳?，從事天文研究?！保萍既請蠛颖迸d隆8月17日電） |
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