大视场巡天拍摄恒星光谱
“{zd0}望远镜”落户京畿
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来源:新京报
本报记者 刘铮
施密特发明的望远镜适合做“巡天”工作。资料图片
“哈勃”拍摄的“马头星云”。LAMOST可拍不出这么好看的照片。NASA/图
2009年6月，大天区面积多目标光纤光谱望远镜（LAMOST）通过国家验收，该望远镜号称“大口径兼大视场的世界之最”，如何理解这个“最”，这个大家伙的身体里隐藏着怎样的奥妙？带着强烈的好奇，本报记者在北京采访了LAMOST的项目总经理赵永恒，并前往河北兴隆，在专家的指导下参观了LAMOST的内部。
1 位置
群山中的“隐修院”
6月23日上午11时，我坐着国家天文台的班车，行驶在112国道上。车窗外是典型的河北风光：在层峦叠嶂的环抱中，有一片由灰色、白色和黄色组成的城镇。往前走，可以看到一些经营“农家乐”的小旅馆。这里是兴隆，承德市下属的一个县。很快，车辆离开了城镇的范围。
突然，在高处的山脊上，出现了几个银白色的建筑，有几个是我们曾经见过的圆顶天文台，另有一个建筑鹤立鸡群。它通体纯白，在一高一低两根白色的“柱子”上，“卧”着一个半圆柱形的结构，带着一个俏皮的{jd0}，看上去就像一个剥开的笋壳。而在较低的“柱子”的另一边，是一个看上去很像平常的圆顶天文台的建筑。用语言很难形容这座建筑超凡脱俗的气质，它凌空架在附近河北农村里常见的农家景象之上，让人感觉就像一座雪山上的修道院。
它就是LAMOST。LAMOST是“The Large Sky
Area Multi-Object Fiber Spectroscopic
Telescope”的缩写，中文名叫“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”。LAMOST这个缩写名很好听，“LA”就是法语中的“The”，“LAMOST”连起来就是“{zd0}”的意思。那么，当初想这个缩写名的时候是否有意“拼凑单词”呢？赵永恒说，多少有点这个意思。“大概是在1995年吧，当时最早建议要建这个望远镜的时候，就说要把它的名字做得好听一点”，{zh1}想出了那一串英文单词，还故意省略了一个“F”，凑成了“LAMOST”。
2 选址
京畿{zj0}天文观测点
LAMOST在眼前闪烁了不到一分钟，就又隐没在群山之中了。汽车又走了一段，来到一个岔路口，一座路边的瓦房上贴着一个纸牌子，上面画着一个箭头，写着“此路通往国家天文台”。汽车拐上这条上山的岔路，又看到一个牌子，上面写着：“进入天文观测区，禁开远光灯”。
为什么LAMOST会在兴隆？要知道，并不是每个北京人都知道附近有这样一个小县城，很多人知道它也只是因为曾经到附近的雾灵山旅游，似乎很难把它和大型天文望远镜联系在一起。赵永恒说，虽然兴隆县不是很有名，但它目前为止还是我国{zd0}的天文学观测基地所在地。1989年曾经建成过直径2.16米的光学天文望远镜，当时是远东{zd0}的光学望远镜，直到2007年，直径2.4米的光学天文望远镜落户丽江才打破了这个纪录。当然，全世界口径{zd0}的光学望远镜直径已经达到8到10米了，我国还是要落后一些的。
其实，从1958年开始，北京天文台{dy}任台长程茂兰就筹划在北京周边兴建天文台，当时他花了好几年跑了好多地方，北京周边的百花山、香山、西山他都跑遍了，选址的条件是一年晴夜数多；周围夜天光背景暗，也就是说周围人类活动较少；大气透明度高；大气稳定，{zh1}发现在北京周边，兴隆{zfh}以上条件。因此，上世纪60年代初他们就开始在兴隆建观测站，1968年建成。到目前为止，兴隆的条件对于LAMOST是“够用”的。
3 规模
何以称为“之最”
伽利略是最早把望远镜指向天空的人。他用的是折射望远镜，镜片都是透镜。1668年，牛顿发明了反射望远镜。20世纪以来，天文学家搞的一般都是反射望远镜。现在，世界上已经有十几架直径8至10米的反射望远镜。它们镜面虽大，但视场都比较小，相当于照相机的“长焦镜头”，看得远，但能看到的范围却比较小。视角在半度这个水平上。一般这种望远镜都用在单个天体的细节。
“大视场望远镜”提供了另一种思路。它相当于照相机的“广角”镜头。这类望远镜是上世纪20年代施密特发明的。它是“折反射”镜，主镜是反射镜，它的前面有一块透镜改正板，这样它就有大视场，视场可以达到5至6度，达到了普通反射望远镜的10倍。这样的望远镜比较适合做“巡天”普查。
LAMOST则把透镜改成反射镜了，以便做大。这样它就可以兼顾两方面：口径够大，这样就可以采集到更多的光，拍摄到更暗的星体，也就是能看到更远的天体；视场够大，就可以巡视更大的区域。这就是为什么LAMOST号称“大口径兼大视场的世界之最”的原因———比我口径大的视场不如我；比我视场大的口径不如我。
4 功能
拍摄光谱，分析恒星
王钢介绍了LAMOST每一部分的功能。“天文台”式大圆顶结构里装的是平面反射镜MA。夜间，MA镜面上面的大圆罩是xx敞开的，星光由它反射到球面镜MB的镜面上面，经MB聚焦投射到焦平面上，焦平面上有4000根光纤，通过光纤收集星体的光谱信息。
这里有4000多根光纤，每根光纤都可以拍到一个星体的光谱。赵永恒说，现在天文学家们已经拍到上百亿个天体了，但星体光谱只做了100万个。所以我们就瞄准了光谱这个突破口。为什么要拍光谱？因为通过一般的光学照片，可以分析恒星的亮度、方位，但你无法从中得知它距离我们有多远，也无法知道它的化学成分。通过光谱分析，我们可以知道星体的化学组成，也可以知道它的温度、压强、物质密度这些物理性质。再通过这些性质，又可以推算出恒星的质量，而通过质量又可以推算出恒星的{jd1}亮度。通过我们看到的它的亮度和{jd1}亮度的对比，可以推算出它的距离。另外，还可以推算出它的距离。
现在天文台成立了一个委员会，由国内外有影响的天文学家组成。他们要先挑出“最有意思”的星体来分析光谱，大约有1000万个吧。工作组分成两大块，一块研究河外星系，另一块研究银河系恒星。LAMOST一晚上就可以拍到2万个天体的光谱。这些数据可以尽快发布给委员会的科学家们，争取早日出科研成果。
说到天文照片，大家肯定会想到哈勃望远镜拍摄的那些瑰丽的画面。LAMOST也会拍出这样美丽的照片吗？赵永恒说，LAMOST可以拍照，但是它的视场太大，没有那么大的底片或者CCD可供成像，所以一般不出照片。它的焦平面上有4个小CCD相机，只是用来定位。当然，这个缺陷对它的宣传工作会造成一定负面影响，因为一般公众还是对那些精美照片印象更深。
链接
想亲眼看看LAMOST吗？
如果不是记者，一般人能够参观LAMOST吗？
答案是：可以。王钢说，从兴隆县城里可以坐出租车到国家天文台。这里没有严格的门卫，一般人都可以尽情欣赏LAMOST和周边几个天文台的外观。如果想要进入内部参观，就不是那么容易。王钢说，如果预约的话，可能会有工作人员带领天文爱好者参观，但这里的设施在设计中并未考虑接待参观的问题，所以接待能力有限。在国家天文台里只有有限的住宿条件，一般不安排外人住宿。兴隆县本身也是一个不错的地方，自然环境非常好。对天文爱好者来说，来看看LAMOST还是很值的。
