让一让，让一让地球人来“查户口”了！郭守敬巡天望远镜构建世界最大恒星光谱库

1279年，元世祖忽必烈为制订新历法，令天文学家郭守敬开展“四海测验”，在全国范围组织大规模天文测量。

700多年后，以郭守敬命名的光谱巡天望远镜（全称：大天区面积多目标光纤光谱望远镜）探寻宇宙又获得重要进展。

什么是光谱？天文学家说，光谱包含着关于恒星各种特性的信息，能够揭示星星们的运动状态、温度、质量和化学成分，类似籍贯、住址、年龄、性别、职业等每家每户的户籍信息……因此，巡天望远镜堪称宇宙“户籍警”。

记者近日走近位于中国科学院国家天文台兴隆观测基地，全方位揭秘这位宇宙“户籍警”。

“茄子——”4000颗星星“出镜”！

拍摄大户人家的“全家福”照片，离不开广角镜头。想象一下，如果一次要给4000颗恒星拍摄“全家福”，这个广角镜头究竟得有多大？

答案是6．5米。

在河北省兴隆县境内燕山主峰，一座巨大的白色建筑斜架在南麓山顶，指向天空，这就是我国自主创新研制的天文大科学装置——郭守敬望远镜。郭守敬望远镜主镜由37块边长1．1米的六角形镜子拼接而成，相当于直径6．5米的圆镜，等效通光口径最大4．9米，视场（视野）直径最大5度，焦面上容纳了4000根光纤，每次观测可获得多达4000个天体的光谱。

在郭守敬望远镜观测室，记者看到，屏幕上一排排灰白相间的条纹闪闪烁烁，不仅与想象中浩瀚的星云、斑驳的星光毫无交集，甚至与七彩的光谱也相距甚远。“这些条纹不起眼，但每一条都包含着一颗恒星的身份信息。如果说漂亮的星云图是星星的剪影，光谱图就是它们的证件照、户口簿，包含了真实、‘具有法律意义\’的信息。”中科院南京天文光学技术研究所研究员侯永辉指着屏幕向记者介绍，比较亮的条纹就代表这颗恒星亮度较高，通过数据处理得出的一维光谱图，就能够分析出恒星的温度、质量，甚至其所含的化学成分，例如不同的三重线代表钙或镁。

自2012年9月启动巡天以来，郭守敬望远镜共观测了近3000个天区，获得了700万条高质量光谱，比世界上所有已知光谱巡天项目获取的数据总数还要多，构建了迄今为止最大的恒星光谱样本库。

为什么要给银河系“查户口”？

“在星辰大海般的宇宙征程开始之前，天文学最大的难题其实是银河系。”天文值班员曹子皇说，外行认为看得越远越难，其实系内普查的难度要远高于系外观测。

对于郭守敬望远镜在银河系内“查户口”的意义，国家天文台副研究员刘超的形容更酷炫——“星际考古”。“拥有千亿级恒星系统的银河系是目前宇宙中唯一有条件对其组成恒星进行单体解析的星系。研究银河系怎么从开始的一团原始气体，演化出恒星、星系盘，乃至现在的银河系，有助于见微知著，帮助我们了解宇宙发展的一般规律。”刘超说。

除了积累恒星数据回溯星系历史，郭守敬望远镜还取得了一项重要进展：更精确地测定银河系中的“暗物质”质量。“我们对银河系的研究也许有朝一日会成为星际航行手册的第一章。对今天的天文学家而言，银河系的现实意义是作为一把揭开整个宇宙演化秘密的钥匙。”刘超说。

“大天机”与你我有何关系？

宇宙浩瀚，斗转星移。人类如果不仰望星空，我们不会有时间、方向和历法。从世界最大射电望远镜，到最大的大视场光学望远镜……一项项道破“天机”的大型科学装置的出现，中国科研维度也在不断拓宽。

什么是大科学装置？通常是指需通过较多资金投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，以实现重要科学技术目标的大型设施。与一般的基本建设项目不同，大科学装置具有建设规模和耗资大，技术综合、复杂，开放性强、全球合作，产出是科学知识和技术成果而非直接经济效益等特点。

尖端科研所需的技术条件远高于民用需要，一旦在实验室实现突破，将大大推动民用科技发展水平。目前中国在研发上的投入占GDP的比重已经超过2％，这一比例比欧盟高，并且有望在2020年前达到2．5％，超过美国。

国家天文台兴隆观测基地首席科学家赵永恒认为，任何有潜力、注重软实力的国家，都注重尖端科研的投入，始终站在科学研究的前沿。

（据新华社）

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