LAMOST银河系研究：探寻银河的秘密

 
LAMOST银河系研究：探寻银河的秘密  
 

编者按

从广袤无垠的银河系到蔚蓝深邃的大亚湾，人类探索宇宙的脚步从未停歇。小至中微子，大至其他未知的星体，科学家在这条“通天”大道上留下了一个又一个扎实的脚印。

然而，随着许多科学问题的范围、规模、复杂性不断扩大，任何一个国家都很难只依靠自己的力量解决所有创新难题。在新的时代背景下，深化国际科技交流合作成为破解人类重大挑战的必由之路。

近年来，我国诸多大科学装置在提高自主创新能力方面发挥了重要作用，大大缩小了与发达国家的差距。与此同时，围绕这些装置建成的科学与技术中心，也具有很强的辐射、示范、引领作用，逐渐成为重要的创新“高地”。

一直以来，国家自然科学基金重大项目面向国家经济建设、社会可持续发展和科技发展的重大需求，选择具有战略意义的关键科学问题，汇集创新力量，开展多学科综合研究和学科交叉研究，充分发挥导向和带动作用，进一步提升了我国基础研究源头创新能力。

本期自然科学基金版将总结国家自然科学基金重大项目取得的研究进展，展示其取得的成绩。

富锂巨星示意图

■本报记者 甘晓

每当夜幕降临时，位于河北兴隆县燕山腹地的郭守敬望远镜（LAMOST）慢慢打开了穹顶。在这台由中国自主创新研制、目前世界上口径最大的光谱巡天望远镜中，来自遥远宇宙中的星光经过反射施密特改正板MA、球面主镜MB和焦面，再通过光纤传输到光谱仪。

7年来，LAMOST的“巡天”获得了目前世界上最大的银河系恒星光谱观测数据库。

自2014年起，在国家自然科学基金重大项目“LAMOST银河系研究”支持下，中国天文学家以LAMOST巡天数据为基础，在有关银河系的重大科学问题上取得了一系列进展。

基于千万条光谱

“迢迢牵牛星，皎皎河汉女”——牛郎星与织女星被银河相隔的现象，引发了先民的丰富想象。银河系作为一条静静的“天河”，是一个富有诗意的美好存在。

现代科学兴起后，银河系则逐渐成为天文学家最为关注的研究对象之一。为“看清”更多的天体、解开宇宙的诸多谜题，LAMOST在中国落成。

与印象中的望远镜不同，人们不是通过它直接给天体拍照，而是获取天体的可见光波段的光谱。科学家靠光谱分析，获得遥远的天体信息。犹如人的指纹各不相同，不同元素都会在特定波长位置留下自己独特的印记。只要能够获取天体发出的光，就可以通过光谱分析知道这个天体到底由什么物质构成。

其中，星系的光谱可以提供距离、化学构成和视向运动等信息，而恒星的光谱则能够推断化学成分、温度、年龄、质量和演化历史等。从大量天体的光谱观测中还可以发现许多奇异的天体和现象。所有这些，将促进人类对宇宙演化规律、物质结构、相互作用等最基本物理规律的新认识。

LAMOST是世界上口径最大的光谱巡天望远镜，也是一件普查天体“户口”的利器。它的建成给了中国天文学家极大的鼓舞。

“我们利用LAMOST巡天获得的光谱来研究银河系的一些关键科学问题。”中科院国家天文台LAMOST运行和发展中心主任赵刚研究员告诉《中国科学报》。

2013年，国家自然科学基金委员会发布重大项目“LAMOST银河系研究”申请指南，赵刚组织的研究团队申请获批。他们凝练出利用LAMOST巡天开展银河系研究的几个关键科学问题，包括银河系质量和暗物质分布、动力学模型、年轻星团与恒星形成以及银河系特殊天体及特殊物理过程。

“我们希望能最大程度地利用巡天光谱数据研究银河系的一些关键科学问题，推动中国天文学不断向前发展。”赵刚说。

揭开银河系之谜

“光谱千万条，研究第一条。”这是该重大项目研究人员经常挂在嘴边的一句话，大家是想强调拿到光谱数据之后开展科学研究的重要性。