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中科院云南天文台打造南方天文观测研究集群,

日期:2019-11-05编辑作者:中国古代

1793年4月15日,俄国天文学家瓦西里·雅可夫列维奇·斯特鲁维出生。他是斯特鲁维家族的传始人,贡献主要在天体测量学和恒星天文学方面。 他生于阿利顿。1810年毕业于杰尔普特大学。1813年以《论杰尔普特天文台的地理位置》获硕士学位,同年被聘为杰尔普特大学教授和天文台观测员。 1833年组建普尔科沃天文台,任第一任台长。斯特鲁维主要研究工作是观测双星的精确位置,首先测定织女星距离。研究银河系结构,确定银河面每一体积单位中的恒星数量,并说明星际空间的吸光现象。 斯特鲁维通过对约120000恒量的观测结果,于1827年发表3110颗恒星的星表,称为《新星表》。其中有2,343颗星是他发现的。1837年发表关于双星观测方面着作,书中记载他12年中进行的11392次测量结果,获伦敦天文学会奖章。 斯特鲁维对大地测量学作出巨大贡献。1822-1827年领导对芬兰湾苏尔萨里岛至雅科布什塔特城的3°35′子午线弧的测量工作。1828年这个测量弧与卡尔·伊万诺维奇·滕纳对俄罗斯西南部测量的另一弧连接,总长度为8°2′。后这项测量延伸到北部和南部,总长度达25°20′,有斯特鲁维地理探测弧线之称。 斯特鲁维创办普尔科沃天文学校。他的学生遍及俄国各地天文台。而他一手建立的普尔科沃天文台被誉为“世界天文之都”。 斯特鲁维主要着作有:《恒星天文学研究》等书。

中科院云南天文台打造南方天文观测研究集群

记中科院云南天文台:正心问天 寻道兴文

1900年4月28日,荷兰天文学家简·亨德里克·奥尔特出生。在银河系结构和动力学、射电天文学方面做出了许多重要的贡献。 奥尔特1900年出生于荷兰北部弗里斯兰省的弗拉内克,1917年进入格罗宁根大学学习物理学。在校期间,奥尔特听了着名天文学家卡普坦的课,对天文学产生了浓厚的兴趣。大学毕业后留校担任助理。1922年奥尔特赴美国耶鲁大学工作,1924年回到荷兰,开始在莱顿天文台从事研究助理工作,1930年成为讲师,1935年又成为临时教授。 这段时间奥尔特主要从事恒星运动学,特别是高速星方面的研究。他分析了大量恒星的视向速度和自行的数据,发现与太阳的相对速度低于63km/s的恒星运动方向大体随机分布,而高于此速度的恒星则基本上沿着一个方向运动。凭借这一发现奥尔特于1926年取得了博士学位。 1927年,瑞典天文学家林德布拉德发表了着名的关于银河系较差自转的论文,奥尔特意识到自己的观测资料与之相符,于是他立刻着手建立了两个根据恒星视向速度和自行确定银河系自转的公式,即奥尔特公式,公式中的两个常数后来被称为奥尔特常数。这些结果于1927年发表,很快在天文学界引起了轰动,奥尔特从此声名鹊起。同年他结了婚。 1928年,奥尔特又与瑞典天文学家林德布拉德建立了银河系较差自转的动力学理论。1932年,奥尔特提出了银河系中存在大量暗物质的想法。1938年,奥尔特运用恒星统计的方法研究了太阳附近恒星的分布,发现了银河系的旋臂结构。 1945年二战结束后,莱顿天文台台长赫茨普龙退休,由奥尔特接任。他上任后积极组织了天文台的重建工作,使其很快从战争的阴影中恢复过来。1950年,奥尔特提出彗星起源于距离太阳15万天文单位的彗星云假说,这团彗星云被人们称为“奥尔特云”。 奥尔特还是少数几个率先认识到雷达和无线电技术在天文学上的重要作用的科学家之一。1951年,奥尔特与C.A.Muller等人在Ewen和Purcell之后探测到了中性氢21厘米波,这个发现在射电天文学上具有里程碑式的意义,奥尔特很快认识它在研究银河系结构方面的潜力。由于他的积极游说,1956年荷兰在德文格洛建成了口径为25米的射电望远镜,一度成为当时世界上最大的射电望远镜。1958年-1959年,奥尔特等人又绘制出人类第一幅银河系的中性氢21厘米波分布图,证实了银河系的漩涡结构,还发现了正在膨胀的3千秒差距旋臂。在奥尔特的推动下,荷兰又于1970年建成了韦斯特博克综合孔径射电望远镜,由12个25米口径的天线组成。此后,奥尔特又领导荷兰天文学家利用射电天文方法研究了银河系中心的结构,取得了一批重要的成果。 除此之外,奥尔特还于1957年改进了沃尔特·巴德的两种星族分类方法。他还观测到了蟹状星云辐射的偏振,证实了其辐射机制是同步辐射。 1935年到1948年期间,奥尔特担任国际天文学联合会的秘书长,1958年又成为主席,直到1961年。退休后,他的兴趣转向星系团和宇宙的大尺度结构方面。1992年,奥尔特在莱顿去世。为纪念他,第1961号小行星被命名为“奥尔特”。

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70多年过去,今天的中科院云南天文台已发展成一台两站的综合性天文台,在国内外众多天文科研机构中占有重要的一席之地。未来,他们将——

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■本报记者 彭科峰 见习记者 王珊

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中科院云南天文台有着悠久的历史。其最早的历史可追溯至1938年,原中央研究院天文研究所为躲避战火,从南京迁至云南省昆明市东郊凤凰山,由此掀开了云南天文台的发展历史。

■本报记者 王晨绯

70多年过去,今天的云南天文台已发展成一台两站的综合性天文台,在国内外众多天文科研机构中占有重要的一席之地。

北国冰封、雪花漫舞的时节,祖国西南边陲却阳光融融、翠绿似春。南方天文观测研究机构——中科院云南天文台坐落在昆明东郊风景秀丽的凤凰山上,园区占地500 余亩,横跨三座山头,植被覆盖率超过70%。园内森林茂密,鸟语花香。当搭乘飞机到昆明,临近降落前,飞机就会经过云南天文台的上空。此时,通过舷窗朝下望去,在大片苍翠的森林中散落着一座座白色的园顶建筑,和口径40米的射电望远镜。这些白色的园顶建筑都是云南天文台的望远镜观测室。遍布凤凰山的望远镜圆顶建筑让天文台园区显得更加清幽雅致,别有风情。云南天文台是我国目前观测条件最好的地基光学天文观测基地,在全球天文观测网和空间与地面联合观测中占据重要地位。近年来,云南天文台主持承担了多项国家重要科研项目,取得了一批重要的原创性科研成果,部分成果已达到国际先进水平。

中科院云南天文台未来的发展重点在哪里?其“一三五”规划如何设计?日前,中科院云南天文台台长韩占文就此接受了《中国科学报》记者的采访。

“山上”“水上”建设备出成果

中科院云南天文台正式成立于1972年。今天的云南天文台,一台两站,包括云南天文台本部、丽江天文观测站和抚仙湖观测站,是专业基础研究与应用研究综合科研机构。

天文学是一门观测学科,天文学科的进步依托观测设备的发展。云南天文台借助独特的地理位置和优越的天文观测条件,结合自身学科发展建设了一批天文观测设备。

“很多人可能不知道,我们不仅参与了国家嫦娥探月工程项目,承担数据接收任务,还与包括英国剑桥大学、牛津大学、美国国立天文台、哈佛大学、德国马普学会、日本国立天文台、南京大学、北京师范大学等在内的许多国内外著名天文科研机构,在天文学观测与研究、望远镜及其终端设备研制、天文新技术研究等方面,建立了广泛的合作关系。”韩占文说。

云南天文台的总部——凤凰山这块地方,早被我国老一辈天文学家所发现,远在1938年它就曾是我国“战时”的天文工作基地。上世纪80年初,在凤凰山建成了当时我国最先进的一米光学望远镜,使用过我国第一台CCD天文相机,至少5位院士曾在该望远镜工作和观测过。目前,在凤凰山的科学园区,主要的研究团组包括大样本恒星演化、恒星物理、双星物理、太阳活动区物理、自适应光学与应用、射电天文、系外行星选址和日冕观测、天体测量技术及应用、天文技术实验室等。

目前,云南天文台本部在凤凰山的科学园区,主要的研究团组包括大样本恒星演化、恒星物理、双星物理、太阳活动区物理、自适应光学与应用、射电天文、系外行星选址和日冕观测、天体测量技术及应用、天文技术实验室等。

“目前云南天文台丽江观测基地已经建成的科学装置包括2.4米光学望远镜、1.8米自适应光学望远镜、日冕仪、国际联测60厘米全自动光学望远镜BOOTES-4等。”云南天文台副台长白金明向记者介绍。由于丽江高美古观测基地具有纬度低、海拔高、视宁度好的地理优势,能让科研人员观测到更多、更远、更清晰的天体目标。

除了凤凰山,云南天文台还在丽江建立了观测站。“丽江高美古观测基地具有纬度低、海拔高、视宁度好的地理优势,能让科研人员观测到更多、更远、更清晰的天体目标。”韩占文介绍说,目前云南天文台在丽江基地已经建设的科学装置包括2.4米光学望远镜、1.8米自适应光学望远镜、日冕仪、国际联测60厘米全自动光学望远镜BOOTES-4等等。

而2015年该基地更是通过2.4米光学望远镜观测发现遥远宇宙中发光本领最大的类星体,研究成果在国际顶尖杂志《自然》上发表。该类星体形成于宇宙诞生后的10亿年之内,距离地球128亿光年,红移为6.3,其光度是太阳光度的430万亿倍。

“利用2.4米光学望远镜,我们已在国际核心学术期刊上发表40篇论文,发表20个超新星的国际天文联合快报,还发现了我国红移最高的类星体。”

“2.4米天文望远镜目前是东亚地区口径最大的通用型光学望远镜。它是由中国科学院、科技部和云南省三方联合资助的创新工程重大项目,成为我国七大天文科学工程当中第一个开始运营的项目,使我国在南方低纬度拥有了较强的夜间天文观测能力,同时也成为我国南方天文观测最重要的观测设备,标志着丽江观测站已具备开展具有国际先进水平的天体物理观测和研究的能力。”白金明说。

而澄江抚仙湖观测基地则具有低纬度、高海拔、高原深水湖泊,8个时区内唯一高分辨数据等地理优势,目前已经建好的装置包括太阳塔、太阳射电望远镜、实验楼等。

除了凤凰山和丽江高美古地,云南天文台还在澄江抚仙湖建立了观测站。抚仙湖观测基地具有低纬度、高海拔、高原深水湖泊,8个时区内唯一高分辨数据等地理优势。

“1米红外太阳塔,装备高分辨率光球和色球成像装置,以及多波段和大色散光谱仪,我们正在进行偏振测量系统的研究。”韩占文说。

“云南天文台的科研人员经过多年辛勤努力,自主研制出一米新真空太阳望远镜(又名‘红外太阳塔’),这是我国成功研制的大型地面光学及近红外太阳望远镜,其有效口径为0.99米,真空窗直径达到了1.2米,是目前世界上最大口径的真空太阳望远镜。”白金明笑称,云南天文台的观测总在“山上”“水上”。

如今,凤凰山综合观测平台正在研制53厘米双筒望远镜。它于2013年6月完成安装,目前正在调试过程中,望远镜伺服控制系统由研究组独立完成。该望远镜主要用来发射高功率激光,配合1.2米望远镜实现更小空间碎片漫反射激光测距。

2015年5月,1米新真空太阳望远镜通过云南省奖励办组织的成果鉴定,由艾国祥院士担任主任的成果鉴定委员会一致认为:该系统位列全球三大太阳观测系统之一,整体达到国际先进水平,其中,对太阳边缘的高分辨率观测达到国际领先水平。

在重大科学研究成果的产出方面,云南天文台近年来也有不俗的表现。

除此之外,面对国家战略需求,云南天文台围绕1.2米望远镜开发多种空间目标观测系统和各类观测手段,为国家重大需求作出了贡献。

韩占文着重向记者介绍了中国科学院天体结构与演化重点实验室的建设情况。它是2009 年12 月底经中国科学院批准成立,由云南天文台大样本恒星演化研究组、恒星物理研究组、双星研究组、高能天体物理研究组、星系研究组、射电天文研究组、丽江观测基地联合组成。

2015年3月,由欧洲南方天文台S.Geier小组与云南天文台韩占文小组组成的国际合作团队,发现了一颗银河系最高速度的恒星,该团队证实这颗超高速星来自于Ia型超新星爆炸后的残留伴星。该发现是对韩占文小组提出的氦双星前身星模型的一个强有力支持。该项工作在国际顶尖杂志《科学》上发表。

实验室在恒星与星系研究方面独具特色,其研究方向包括恒星结构与演化、双星演化;特殊恒星的形成、Ia型超新星前身星、X射线双星;黑洞及其他致密天体;活动星系核、正常星系的结构与演化吸积盘、系外行星等等。

打造南方天文观测和研究集群

“实验室已完成科研项目60余项,成为面向国内外天文界开放的天文学观测及天体物理理论研究平台。”韩占文说。

“优良的天文观测台址是国际上非常稀缺的自然资源。云南省地处我国西南,具有独特的地理和气候条件,拥有全国独一无二的天文观测条件。”白金明坦言,云南天文台在历经了多年艰苦的野外踏勘选址工作后,遴选出了丽江高美古夜天文观测、澄江抚仙湖太阳观测之后又开始新的选址工作。

在硬件建设方面,云南天文台还于2013年初完成了超算平台建设,浮点运算能力达12.2万亿次,配备存储100T,其运算能力为云南省目前最高。

近年来,在基础研究取得丰硕成果的同时,云南天文台正在为中国下一代的大型地面天文观测设备建设开展工作。在川西高原横断山脉,云南天文台发现了优良光学天文台址,并积极筹划推进建设中国的大口径夜天文光学望远镜和已列入国家规划的中国巨型太阳光学望远镜CGST。在云南景东县,云南天文台发现了目前我国最好的射电天文台址,并正在积极推动80米口径脉冲星射电望远镜的建设。

韩占文表示,云南天文台的发展规划可用“一三五”来概括。

当前,在中国科学院实施“率先行动计划”的新形势背景下,云南天文台步入了加速发展的轨道。“依托我国西南地区得天独厚的天文观测资源优势和地理位置优势,以丽江高美古观测站和澄江抚仙湖观测站的观测设备为核心,积极开展国际前沿问题的观测研究,大力推动地面大型天文观测设备的立项及建设,大力推进天文技术方法在新一代天文观测设备及国家战略方向的应用;将云南天文台打造成在国际上有重要影响力的、国内不可或缺的中国南方天文观测和研究集群。”——这是云南天文台的中长期战略发展目标。

“一”是指一个定位,即打造中国南方天文观测和研究集群。云南天文台是我国目前最好的光学天文观测基地,在全球天文观测网和空间监测网中占据不可缺少的位置。而打造南方天文观测和研究集群,使云南天文台成为国际上有重要影响的天文学研究机构成为云南天文台未来发展的最大目标。

4166am金沙 ,我国的优秀天文观测资源在西部,西部也是天文人才的重要聚焦地区,建设南方天文集群,是国家西部发展战略和天文发展战略的必需,也符合国家西部大开发战略和云南省科教兴滇和人才强省战略,有利于云南的东南亚辐射中心建设。

“三”是指力争在天体结构与演化、太阳活动与空间灾害性天气、应用天文研究三个方面取得重大突破。

天文学是最古老、对人类影响最大、普及程度最广、爱好者最多的一门学科,深邃神秘的宇宙以其永恒魅力,激发着人们的极大好奇心,而好奇心正是创新的不竭源泉。天文学正以其对宇宙不息的探索,推动着科学和人类的进步。

在天体结构和演化的研究领域,云南天文台争取解答一些关键问题:行星系统的动力学演化过程是什么?超新星的前身星是什么?恒星内部的对流和磁场及其相互作用是怎样的?星系并合的动力学过程是什么?超大质量黑洞附近的物质及动力学结构是什么?

云南地处祖国西南边陲,以绚丽多彩的民族文化和自然风光蜚声海内外。最古老也是最前沿的天文学,和云南也有着很深的渊源。据考古发掘,在云南,最早的天文学萌芽可以追溯到新石器时代。大理州宾川县的白羊村遗址,其墓葬绝大多数指向正东西方向或正南北方向,说明当时的先民已能够根据太阳和星辰的起落方向来确定方位。

韩占文进一步介绍说,云南天文台在天体结构和演化研究方面有很强的实力。依托天体结构和演化重点实验室的人才优势和2.4米、1.8米等新技术天文望远镜及高色散光谱仪、高精度偏振仪等观测设备,结合国内外多波段巡天观测资料,发挥国际合作、学科交叉的优势,充分利用多波段观测手段,他们将争取在天体结构和演化的研究方面取得跨越式发展。

“正心问天 寻道兴文”是云南天文台的座右铭。“云南省拥有人才密集、观测资源密集、观测设备密集的天文学研究和教育的优势,这种独有的‘区域文化软实力’应该予以充分发挥,将‘软实力’有效转化为区域影响力,从而进一步体现其强大的天文人才凝聚力和汇集国际天文观测设备的吸纳力,引领区域性天文观测网络建设,进一步提升天文学原始创新力和传播科学、服务公共社会的能力。”白金明说。

在太阳活动与空间灾害性天气的研究领域,他们力争解答空间灾害性天气是如何产生和被驱动的、在太阳大气中能量是如何传输和积累的、太阳磁场和流场的基本结构如何等问题。

《中国科学报》 (2015-12-21 第5版 创新周刊)

“面向国家战略需求、面向国民经济发展、面向区域防灾减灾,是云南天文台应用天文的发展方向。”韩占文说。

“五”则是指五个重点培育方向,具体包括系外行星研究、太阳活动区物理机制研究、空间目标精确测量、红外天文技术、西部选址及大型地面装置发展等。

“云南天文台将秉持‘出成果出人才出思想’的宗旨,围绕‘一三五’规划,脚踏实地,务实高效推进我们的工作。”韩占文说。

《中国科学报》 (2014-06-16 第5版 创新周刊)

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