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【中国科学报】高美古最亮的星

——记云南天文台丽江观测站一日

2016-03-14 中国科学报 王晨绯
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云南天文台丽江观测站2.4米望远镜

  同时具有纬度低、海拔高、天气晴朗、大气宁静度好、天空背景亮度弱等较好天文观测条件的丽江高美古逐步成为国内外天文工作者心目中的一块“圣地”。

  云南丽江高美古地清晨的第一缕阳光隐约闪现。鱼眼镜头里,望远镜渐渐落下,圆顶缓缓阖上,观测员黄永萍在机房屏幕前揉揉充满血丝的眼睛,按下2.4米天文光学望远镜的关闭键,结束了整个夜晚的观测。

  引人注目的2.4

  “高美古”在当地纳西族语言中的意思是“比天还高的地方”。中国科学院云南天文台丽江观测站坐落于云南省丽江市玉龙县的铁甲山巅的高美古村。这里海拔3200米,年平均气温为7摄氏度,同时具有纬度低、海拔高、天气晴朗、大气宁静度好、天空背景亮度弱等较好的天文观测条件。

  “我们单隔出间屋子煮东西吃,不能炒,怕油烟影响到望远镜工作。”丽江站年轻的科研人员易卫敏结束观测后,一边准备早饭一边聊天,“今天大家都会上来,望远镜成像有个噪点没修好,需要集体会诊一下。另外站里有个纳西族小姑娘结婚,请了我们喝喜酒。”

  收回来的2.4米望远镜静静地在圆顶里休息。该望远镜目前是东亚口径最大的通用型光学望远镜。其主镜直径2.4米,镜坯采用微晶玻璃材质,其近乎于零的热膨胀性能很好地保证了望远镜成像质量的稳定性;望远镜的主体由液压支撑,主镜由高压气体支撑;望远镜和圆顶的驱动和各种修正及报警等由计算机全自动控制。由于采用了上述高新技术,该望远镜的综合性能在国际上同级望远镜中处于中上水平,在成像分辨率、指向精度、跟踪精度等指标上为国内最高水平。

  “全自动的操作系统是其最大的特点。由于控制系统能够支持远程操作和自动操作,只要天文学家预定好观测计划,它就会自动执行,这改变了以往科学家非得坚守在望远镜旁才能进行观测的工作模式,大大提高望远镜的工作效率。”丽江站站长白金明告诉《中国科学报》记者。

  高美古之歌

  “一辈子观测摸黑又起早/观测着昨天,观测着明天/追逐过彩云迷恋过花草/从不辗转嫦娥的宫殿/总在把系外行星寻找/再难也吓不住,再苦也累不倒/高美古掀起了科研的高潮;

  “一辈子观测摸黑又起早/圆顶里失去了青春却不曾知道/观测了超新星,也抓住过伽玛暴/最爱喝的是白长官的酒/最爱吃的是洋芋炖土豆/只要喝了酒只要吃土豆/大雪也压不垮也,大风也刮不倒。”

  在观测助手和桂花的婚礼上,丽江站全体的歌声分外嘹亮。和桂花是高美古村人,这首《高美古之歌》由丽江观测站的小伙子们根据自己的生活经历改编而成,赢得高美古村村民一片掌声。

  “我最担心孩子们的婚姻问题,因为长期驻丽江工作,昼夜颠倒,很难找对象。”白金明唱完歌后情绪有些激动。

  午饭过后,他们从高美古村步行至山顶的观测基地给望远镜会诊。

  “在车上我们就发现图像有个地方有亮点,一会儿去验证是否判断正确。”范玉峰工程师说。

  没过多久,团队成员张居甲发现了问题所在:一个本不该发亮的真空规影响了图像的质量。

  在高美古观测站,世界各地每年预约登记前来观测的天文学家或机构单位已经超出了正常天数的3倍。常常有人预约了三天,最终只能获得一天的观测时间。

  “仪器设备无故障运行是天文观测和数据质量的重要保障,所以我们必须全力以赴保证科学产出的质量。”范玉峰他们的工作是运行和维护望远镜。

  这次处理的问题对于丽江站团队来说只是小事情。丽江站多年来,通过加强硬件备件、软件备份、故障快速恢复预案等措施,保证了望远镜和仪器长期正常运转,把望远镜因故障停机而损失观测时间的风险降到了最低。

  天文圣地高美古

  日暮时分,从三楼的主控界面上,工作人员开启了2.4米光学望远镜。白天沉睡的望远镜渐渐苏醒过来,圆顶上的天窗和侧窗同时打开,并使圆顶转动。一切准备就绪后,所有灯光消失,连仪器上小小的显示灯也会被关闭。狭长的弧形天窗外,出现了点点繁星,望远镜将自己的眼睛望向了肉眼无法企及的世界。

  这天晚上,易卫敏与黄永萍一起值班,他们在电脑界面上操控,拍下星图,记录下星星的名称、拍摄曝光时间、狭缝、高度、方位、消旋等数据。根据这些数据,天文学家们可以跟踪星体的变化,进行相关研究。

  夜里,村落静谧无声,偶有几声狗吠。在高美古观测站,固定的研究人员仅有17人。作为望远镜运行维护人员,他们的目标是提高仪器性能,使之能够获得更高质量的数据。同时作为实测天文工作者,他们通过观测获得有价值的数据,然后客观、细致地处理和分析数据,并以此为基础开展后续研究。

  张居甲认为这两种工作的本质都是为了得到最为真实的物理量。而这些物理量要么是对现有理论的检验,要么是对未来理论的促发,而这些正是工作中最有趣的地方。

  “有趣的工作,自然是最好的工作。”他说。

  “长期在高寒山区工作十分辛苦,多数人都患上高原病,但是同事们的干劲十足。每次看到自己设计、调试的设备有科学产出,我们都感到十分欣慰。”常亮主要从事天文仪器设计和天文光纤特性的研究等工作。在丽江天文观测站5年多的时间里,让他感触最深的就是团队的凝聚力和文化氛围。

  投入观测以来,丽江站已对系外行星、白矮星、伽马暴、活动星系核、黑洞等天体取得了可喜的观测研究成果:到目前为止该望远镜共发表100多篇研究论文,其中一篇发表在国际著名的杂志《自然》上。

  “2.4米望远镜共发现46个高红移类星体,其中红移大于5的类星体25个;100多颗超新星;新测定黑洞质量的活动星系核数在国际上占五分之一以上,并对活动星系核内部结构和动力学研究有不少新发现,初步确定一种特殊活动星系核可以用作新的宇宙标准烛光。”白金明告诉记者。

  其中,“宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大的类星体”入选2015年度“中国科学十大进展”。此次发现的首次观测和认证是基于2.4米望远镜,这也是世界上迄今为止第一次使用两米级望远镜发现红移大于6的类星体。能够取得如此的突破,在技术层面更需要有积累和创新。

  晴空万里、群星璀璨的丽江高美古逐步成为国内外天文工作者心目中的一块“圣地”。

  (原载于《中国科学报》 2016-03-14 第6版 院所)

打印 责任编辑:侯茜

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