超級光學望遠鏡！宇宙天體的“DNA測序師”→

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由中國科協(xié)科學技術傳播中心出品，中央廣播電視總臺影視劇紀錄片中心等單位聯(lián)合制作播出的系列科學紀錄片《打開宇宙之門》近期在 CCTV-9 上映。

本片聚焦一系列我國自主研發(fā)的大科學裝置，對我國重大科技基礎設施進行了科學解讀，展示了我國重大科技基礎設施建設所取得的成就及這些超級裝備所孕育的重要科研成果。

讓我們一起來看看有哪些大科學裝置吧！

你知道一臺超級光學望遠鏡它能看到什么？如何為天體做“DNA測序”？如何一次性觀測 4000 個天體？

答案揭曉！

這是一臺超級光學望遠鏡，它能看到什么？月亮上的環(huán)形山，土星環(huán)，還是太陽黑子？很抱歉，這些它都看不到。它能做的是收集來自遙遠天體的光，通過光譜，為天體做“DNA 測序”。

原理就隱藏在它的名字里。它的全名是大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡，簡稱 LAMOST。

光譜，是人類打開宇宙之門的一把鑰匙。

LAMOST 運行和發(fā)展中心常務副主任羅阿理說，最早要追溯到夫瑯和費，一位物理學家。夫瑯和費拿著一個金屬點著，點著以后拿三棱鏡看光譜，就把色散了。他發(fā)現(xiàn)里頭有些線，然后又去看太陽，里頭也有線。

宇宙中不同的天體因為蘊含的元素和化合物不同，發(fā)出的光會產(chǎn)生不同的光譜，通過光譜能測定目標天體的溫度、質量、運動形態(tài)等許多數(shù)據(jù)。

天體的光譜，就是它們的“DNA 序列”，可是，光銀河系就有上千億恒星，如果要一顆一顆地普查，幾千萬年也看不完。

LAMOST 的誕生給了我們希望。

作為一代光譜之王，它可以一次性觀測 4000 個天體，一眼看千星。其中的關鍵技術在于它擁有一套我國首創(chuàng)的主動光學系統(tǒng)。

上世紀 90 年代，天文學家蘇定強等人提出，通過鏡面拼接變形技術，可以實現(xiàn)在望遠鏡鏡筒固定的情況下，只轉動反射鏡就同時跟蹤 4000 個天體。

LAMOST 項目總工程師崔向群：“從來沒有一個望遠鏡有兩塊大鏡子都是拼的，拼接的。從來沒有過一塊鏡子又要變形，又要拼接。我們這兩個都是首創(chuàng)，這個就是關鍵技術。”

當 LAMOST 開始觀測時，由 24 面六邊形鏡組成的反射鏡 MA 會實時轉動跟蹤目標天區(qū)，此時鏡面下的力促動器，通過拉、頂，讓鏡面發(fā)生微米級的變形，將目標天區(qū)發(fā)出的光線準確反射到由 37 面六角形球面鏡組成的球面主鏡 MB 上，MB 進一步將光路反射到焦面。焦面由 4000 個光纖定位單元組成，每個光纖定位單元連通一根光纖，定位系統(tǒng)可在數(shù)分鐘內(nèi)將焦面上的 4000 根光纖按星表位置精確定位。最終通過光纖，將光傳輸?shù)较旅娴?16 臺 250 通道光譜儀中。

“第一個目標過去了，大家看大屏幕，我發(fā)目標了?！瘪v站天文學家發(fā)送目標，一晚的觀星工作正式開始。

LAMOST 至今已經(jīng)運行 12 年，獲得超過 2500 萬條天體光譜。LAMOST 用超越時代的創(chuàng)新技術，探尋著人類終極追問的答案，我們從何而來，在哪里，又將去向何方。在 LAMOST 的幫助下，人類不斷拓展著認知邊界。

策劃制作

來源丨中國科協(xié)之聲

責編丨符思佳

審校丨徐來 林林