超级光学望远镜！宇宙天体的“DNA测序师”→

欢(huan)迎(yíng)来(lái)到(dào)特(tè)别(bié)推(tuī)出(chū)的(de)寒(hán)假(jiǎ)精(jīng)品(pǐn)栏(lán)目(mù)“给(gěi)孩(hái)子(zi)的(de)高(gāo)新(xīn)科(kē)技(jì)课(kè)”！

由(yóu)中(zhōng)国(guó)科(kē)协(xié)科(kē)学(xué)技(jì)术(shù)传(chuán)播(bō)中(zhōng)心(xīn)出(chū)品(pǐn)，中(zhōng)央(yāng)广(guǎng)播(bō)电视总台影视剧纪录片中心等单位联合制作播出的系列科学纪录片《打开宇宙之门》近期在 CCTV-9 上映。

本片聚焦一系列我国自主研发的大科学装置，对(duì)我(wǒ)国(guó)重(zhòng)大(dà)科(kē)技(jì)基(jī)础(chǔ)设(shè)施(shī)进(jìn)行(xíng)了(le)科(kē)学(xué)解(jiě)读(dú)，展(zhǎn)示(shì)了(le)我(wǒ)国(guó)重(zhòng)大(dà)科(kē)技(jì)基(jī)础(chǔ)设施建设所取得的成就及这些超级装备所孕育的重要科研成果。

让我们一起来看看有哪些大科学装置吧！

你知道一台超级光学望远镜它能看到什么？如何为天体做“DNA测序”？如何一次性观测 4000 个天体？

答案揭晓！

这是一台超级光学望远镜，它能看到什么？月(yuè)亮(liàng)上(shàng)的(de)环(huán)形(xíng)山(shān)，土(tǔ)星(xīng)环(huán)，还(hái)是(shì)太(tài)阳(yáng)黑(hēi)子(zi)？很(hěn)抱(bào)歉(qiàn)，这(zhè)些(xiē)它(tā)都(dōu)看(kàn)不(bù)到(dào)。它(tā)能(néng)做(zuò)的(de)是(shì)收(shōu)集来(lái)自(zì)遥(yáo)远(yuǎn)天(tiān)体(tǐ)的(de)光(guāng)，通(tōng)过(guò)光(guāng)谱(pǔ)，为(wèi)天(tiān)体(tǐ)做(zuò)“DNA 测(cè)序(xù)”。

原(yuán)理(lǐ)就(jiù)隐(yǐn)藏(cáng)在(zài)它(tā)的(de)名字(zì)里(lǐ)。它(tā)的(de)全名是(shì)大(dà)天(tiān)区(qū)面(miàn)积(jī)多(duō)目(mù)标(biāo)光(guāng)纤(xiān)光(guāng)谱(pǔ)天(tiān)文望(wàng)远(yuǎn)镜(jìng)，简(jiǎn)称(chēng) LAMOST。

光(guāng)谱(pǔ)，是(shì)人(rén)类(lèi)打(dǎ)开(kāi)宇(yǔ)宙(zhòu)之(zhī)门(mén)的(de)一(yī)把(bǎ)钥(yào)匙(shi)。

LAMOST 运(yùn)行(xíng)和(hé)发(fā)展(zhǎn)中(zhōng)心(xīn)常(cháng)务(wu)副(fù)主任(rèn)罗(luō)阿(ā)理说，最早要追溯到夫琅和费，一位物理学家。夫琅和费拿着一个金属点着，点着以后拿三棱镜看光谱，就把色散了。他发现里头有些线，然后又去看太阳，里头也有线。

宇宙中不同的天体因为蕴含的元素和化合物不同，发出的光会产生不同的光谱，通过光谱能测定目标天体的温度、质量、运动形态等许多数据。

天体的光谱，就是它们的“DNA 序列”，可是，光银河系就有上千亿恒星，如果要一颗一颗地普查，几千万年也看不完。

LAMOST 的诞生给了我们希望。

作为一代光谱之王，它可以一次性观测 4000 个天体，一眼看千星。其中的关键技术在于它拥有一套我国首创的主动光学系统。

上世纪 90 年代，天文学家苏定强等人提出，通过镜面拼接变形技术，可以实现在望远(yuǎn)镜(jìng)镜(jìng)筒(tǒng)固(gù)定(dìng)的(de)情(qíng)况(kuàng)下(xià)，只(zhǐ)转(zhuǎn)动(dòng)反(fǎn)射(shè)镜(jìng)就(jiù)同(tóng)时(shí)跟(gēn)踪(zōng) 4000 个(gè)天(tiān)体。

LAMOST 项目总工程师崔向群：“从来没有一个望远镜有两块大镜子都是拼的，拼接的。从来没有过一块镜子又要变形，又要拼接。我们这两个都是首创，这个就是关键技术。”

当 LAMOST 开始观测时，由 24 面六边形镜组成的反射镜 MA 会实时转动跟踪目标天区，此时镜面下的力促动器，通过拉、顶，让镜面发生微米级的变形，将目标天区发出的光线准确反射到由 37 面六角形球面镜组成的球面主镜 MB 上，MB 进一步将光路反射到焦面。焦面由 4000 个光纤定位单元组成，每个光纤定位单元连通一根光纤，定位系统可在数分钟内将焦面上的 4000 根光纤按星表位置精确定位。最终通过光纤，将光传输到下面的 16 台 250 通道光谱仪中。

“第一个目标过去了，大家看大屏幕，我发目标了。”驻站天文学家发送目标，一晚的观星(xīng)工(gōng)作(zuò)正(zhèng)式(shì)开(kāi)始(shǐ)。

LAMOST 至今已经运行 12 年，获得超过 2500 万条天体光谱。LAMOST 用超越时代的创新技术，探寻着人类终(zhōng)极(jí)追(zhuī)问(wèn)的(de)答案，我们从何而来，在哪里，又将去向何方。在 LAMOST 的帮助下，人类不断拓展着认知边界。

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来源丨中国科协之声

责编丨符思佳

审校丨徐来 林林