這是郭守敬巡天望遠(yuǎn)鏡（7月15日攝）。 1279年，元世祖忽必烈為制訂新歷法，令天文學(xué)家郭守敬開展“四海測(cè)驗(yàn)”，在全國范圍組織大規(guī)模天文測(cè)量。 700多年后，以郭守敬命名的光譜巡天望遠(yuǎn)鏡（全稱：大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡）探尋宇宙又獲得重要進(jìn)展。郭守敬望遠(yuǎn)鏡巡天4年來，已捕獲700余萬條高質(zhì)量恒星光譜，超過此前全球所有已知光譜巡天項(xiàng)目獲得數(shù)據(jù)的總和。什么是光譜？天文學(xué)家說，光譜包含著關(guān)于恒星各種特性的信息，能夠揭示星星們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、溫度、質(zhì)量和化學(xué)成分，類似籍貫、住址、年齡、性別、職業(yè)等每家每戶的戶籍信息……因此，巡天望遠(yuǎn)鏡堪稱宇宙“戶籍警”。新華社記者近日來到中國科學(xué)院國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地，全方位揭秘這位宇宙“戶籍警”。 新華社記者 李響 攝

新華社南京７月２５日電題：讓一讓，讓一讓，地球人來“查戶口”了！——郭守敬巡天望遠(yuǎn)鏡構(gòu)建世界最大恒星光譜庫

１２７９年，元世祖忽必烈為制訂新歷法，令天文學(xué)家郭守敬開展“四海測(cè)驗(yàn)”，在全國范圍組織大規(guī)模天文測(cè)量。

７００多年后，以郭守敬命名的光譜巡天望遠(yuǎn)鏡（全稱：大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡）探尋宇宙又獲得重要進(jìn)展。郭守敬望遠(yuǎn)鏡巡天４年來，已捕獲７００余萬條高質(zhì)量恒星光譜，超過此前全球所有已知光譜巡天項(xiàng)目獲得數(shù)據(jù)的總和。

什么是光譜？天文學(xué)家說，光譜包含著關(guān)于恒星各種特性的信息，能夠揭示星星們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、溫度、質(zhì)量和化學(xué)成分，類似籍貫、住址、年齡、性別、職業(yè)等每家每戶的戶籍信息……因此，巡天望遠(yuǎn)鏡堪稱宇宙“戶籍警”。

新華社記者近日走近位于中國科學(xué)院國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地，全方位揭秘這位宇宙“戶籍警”。

“茄子——”４０００顆星星“出鏡”！

拍攝大戶人家的“全家福”照片，離不開廣角鏡頭。想象一下，如果一次要給４０００顆恒星拍攝“全家?！?，這個(gè)廣角鏡頭究竟得有多大？

答案是６．５米。

在河北省興隆縣境內(nèi)燕山主峰，一座巨大的白色建筑斜架在南麓山頂，指向天空，這就是我國自主創(chuàng)新研制的天文大科學(xué)裝置——郭守敬望遠(yuǎn)鏡。郭守敬望遠(yuǎn)鏡主鏡由３７塊邊長１．１米的六角形鏡子拼接而成，相當(dāng)于直徑６．５米的圓鏡，等效通光口徑最大４．９米，視場(chǎng)（視野）直徑最大５度，焦面上容納了４０００根光纖，每次觀測(cè)可獲得多達(dá)４０００個(gè)天體的光譜。

什么是巡天望遠(yuǎn)鏡？為什么要一次性觀測(cè)４０００顆星？

這得從中國兩位“急性子”天文學(xué)家——王綬琯院士和蘇定強(qiáng)院士說起。

上世紀(jì)８０年代，王綬琯和蘇定強(qiáng)提出一個(gè)暢想：“如果僅靠現(xiàn)有的望遠(yuǎn)鏡巡查天體的光譜，星空浩瀚，天文學(xué)家窮盡一生也無法觀測(cè)完成，我們必須看得既遠(yuǎn)又快?！?/p>

“我們需要一臺(tái)大視場(chǎng)兼大口徑光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡，視場(chǎng)要非常大，否則無法讓足夠多的星星出鏡；同時(shí)又要看得非常遠(yuǎn)，否則不可能觀測(cè)到銀河系甚至河外星系。通俗點(diǎn)說，就是一臺(tái)同時(shí)大廣角加深焦距的超級(jí)照相機(jī)?！惫鼐赐h(yuǎn)鏡項(xiàng)目總工程師、中國科學(xué)院院士崔向群說。

２０１２年，這一暢想變成現(xiàn)實(shí)：世界上第一臺(tái)大視場(chǎng)兼大口徑光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡在中國科學(xué)院國家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地建成。

每當(dāng)夜幕降臨，巨大的穹頂緩緩打開，由２４塊邊長１．１米的六角形鏡片拼接而成的跟蹤反射鏡巨大鏡頭開始工作。每隔一段時(shí)間，鏡片下的力促動(dòng)裝置就會(huì)調(diào)整鏡片形狀，對(duì)準(zhǔn)一個(gè)新的天區(qū)。

類似蜂巢的大鏡頭拼接技術(shù)、４０００根光纖的并行可控定位技術(shù)、主動(dòng)光學(xué)技術(shù)……中國天文學(xué)家的創(chuàng)新，可以更精確、更高效地獲取天體光譜信息，被國際天文界譽(yù)為“建造地面高效率的大口徑望遠(yuǎn)鏡最好的方案”。它的效率是此前世界第一的美國斯隆巡天計(jì)劃的５倍半。

“天文巡天，數(shù)據(jù)為王。郭守敬望遠(yuǎn)鏡第一次讓我國在銀河系科學(xué)研究領(lǐng)域站在世界前沿，從數(shù)據(jù)產(chǎn)出來看，２０１２年正式巡天其水平就領(lǐng)先了國際１０年。”國家天文臺(tái)副研究員劉超說。

“超級(jí)照相機(jī)”究竟拍下了什么？星星的“戶口簿”究竟長啥樣？

在郭守敬望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)室，記者看到，屏幕上一排排灰白相間的條紋閃閃爍爍，不僅與想象中浩瀚的星云、斑駁的星光毫無交集，甚至與七彩的光譜也相距甚遠(yuǎn)。

“這些條紋不起眼，但每一條都包含著一顆恒星的身份信息。如果說漂亮的星云圖是星星的剪影，光譜圖就是它們的證件照、戶口簿，包含了真實(shí)、‘具有法律意義’的信息?！敝锌圃耗暇┨煳墓鈱W(xué)技術(shù)研究所研究員侯永輝指著屏幕向記者介紹，比較亮的條紋就代表這顆恒星亮度較高，通過數(shù)據(jù)處理得出的一維光譜圖，就能夠分析出恒星的溫度、質(zhì)量，甚至其所含的化學(xué)成分，例如不同的三重線代表鈣或鎂。

自２０１２年９月啟動(dòng)巡天以來，郭守敬望遠(yuǎn)鏡共觀測(cè)了近３０００個(gè)天區(qū)，獲得了７００萬條高質(zhì)量光譜，比世界上所有已知光譜巡天項(xiàng)目獲取的數(shù)據(jù)總數(shù)還要多，構(gòu)建了迄今為止最大的恒星光譜樣本庫。