郭守敬望遠鏡取得了哪些成果?
LAMOST
貌似關注這個問題的人一多半都是看成郭敬明來的。囧。。。。
郭守敬是元代的天文學家、數學家、水利學家…… 北京城到通州的通惠河就是郭守敬主持修的。
郭守敬望遠鏡是以郭守敬命名的一台天文望遠鏡,又名 LAMOST,全稱是大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡,2008年落成,位於河北興隆縣一座海拔960米的山峰上。放個照片(取自 基本情況 | LAMOST):
LAMOST 能夠最多在一次曝光中同時獲取4000個天體的光譜,是世界上光譜獲取效率最高的望遠鏡。詳細的介紹可以戳這裡 -&> 基本情況 | LAMOST
截至 2013 年,LAMOST 已經發布了 220 萬條光譜,超過了 SEGUE 的 36 萬、APOGEE 的 10 萬、RAVE 項目的 57 萬,成為世界上獲取光譜數目最多的望遠鏡。
上圖:2011年秋天到2012年夏天,共401次觀測,71萬條光譜
上圖:截至2013年,共803次觀測,220萬條光譜
上圖:截至2014年夏天,共1383次觀測,359萬條光譜
上面幾幅圖是2011年-2014年LAMOST觀測覆蓋的天區情況。每次觀測對應LAMOST的視場大小,用一個圓圈表示,坐標為赤道坐標。均取自 LAMOST 網站
下面我們就從河內與河外天文學兩個方面來看一下迄今為止天文學家利用 LAMOST 望遠鏡做出了哪些成果。每個方面又根據研究課題分成了幾個不同的小的研究方向。這些全部來自已經公開的資料,並附上了出處(主要是 arXiv 鏈接,如果沒有 arXiv 就放 NASA ADS 鏈接。這裡允許我吐個槽,居然還真有發表文章不放 arXiv的!!!)。一些工程、技術有關的成果儘管很重要,但是沒有收錄在這個列表裡面,因為在實測天文領域再牛B的技術也是為做出科學發現而準備的,並且我理解題主想問的是取得了哪些科學上的成果。
LAMOST 是從 2011 年開始進行所謂的「先導巡天」的,正式巡天是從 2012 年秋天開始的。從下面我們可以看到,2013年以前的成果並不多,一方面跟LAMOST剛開始時的數據還不夠多有關,另一方面天文學家往往需要花上幾個月甚至更長的時間來分析數據、撰寫文章。此外,作為一台巡天型望遠鏡,LAMOST找到的很多有價值的天體都需要精測型望遠鏡加以後續觀測。可惜中國的天文工作者掌握的這類望遠鏡資源有限,大大限制了LAMOST在最初幾年的科學產出。但隨著LAMOST數據逐步向全世界公開,這種情況會逐漸好轉。好了不多廢話了,下面開始。
1. 河內天文學- 反銀心方向巡天(LSS-GAC) 是北京大學劉曉為教授的團隊主導的,目的是系統性研究銀河系中背對著銀心方向的結構,一方面因為人們對銀河系這一區域的結構的認識還很不足,另一方面反銀心方向正好可以利用興隆晴天數比較多的冬季。銀心方向必須在夏季觀測,而興隆這個季節恰好是雨季……這個項目得到了國家重點基礎研究發展計劃(973)的支持。
- 銀河系動力學與結構
- 發現反銀心方向的恆星存在非對稱的運動速度 http://arxiv.org/abs/1309.6314
- 用 29 萬顆 K 巨星證認出了 Sagittarius 星流中的拖尾 http://arxiv.org/abs/1404.4871
- 新發現了三個銀河系中的移動星群 http://arxiv.org/abs/1405.0639
- 用 6 萬多顆星研究了太陽附近的恆星的速度分布,發現了兩個弧狀結構 http://arxiv.org/abs/1412.4770
- 用 LAMOST 反銀心巡天的數據重新測定了太陽的本徵速度 http://arxiv.org/abs/1501.07095
- 研究了太陽鄰域 20 萬顆主序星的運動,發現速度分布有不對稱性,重新測定了太陽的本徵速度 http://arxiv.org/abs/1507.05624
- 用反銀心方向的 57 萬顆矮星研究了銀盤的運動 http://arxiv.org/abs/1505.08060
- 用反銀心巡天的 29.7 萬顆主序拐點星研究了銀河系盤垂直和徑向金屬丰度梯度 http://arxiv.org/abs/1505.08063
- 用反銀心方向的 7 萬顆紅團簇星研究了銀河系盤的金屬丰度梯度 http://arxiv.org/abs/1505.08065
- 超高速星 超高速星的運動速度超過了銀河系的逃逸速度,最終將逃離引力束縛成為宇宙中不屬於任何星系的孤立恆星。它們有可能是被銀河系中心的超大質量黑洞甩出來的;也有可能是在雙星系統中被黑洞加速了;或者是被超新星爆發「踢」出來的。在LAMOST之前只發現了20多顆超高速星,LAMOST的數據直接導致超高速星的數目成倍增長。LAMOST 在超高速星搜尋方面的主要成果有:
- 一顆新的超高速星 http://arxiv.org/abs/1401.5063
- 28顆超高速星候選體 http://arxiv.org/abs/1405.7760
- 新發現的 19 顆低質量超高速星 http://arxiv.org/abs/1506.01818
超高速星示意圖,左上角那個乒乓球就是超高速星。這個比例當然是誇張的……取自 Nearest Bright 『Hypervelocity Star』 Found 版權所有 Ben Bromley, University of Utah
- 貧金屬星 被稱為銀河系的「活化石」。它們形成於銀河系早期並存活到今天。其中的金屬元素(除H、He以外的元素)含量比太陽低幾個數量級,是銀河系考古的最佳樣本。通常用鐵元素相對太陽含量的對數表示金屬元素的含量,[Fe/H]=-1 表示含量是太陽的1/10,-2 表示1/100...以此類推。目前發現的最貧金屬的恆星 [Fe/H]&<-5,即鐵元素含量只有太陽的十萬分之一以下。LAMOST 在貧金屬星領域取得了如下成果:
- 新發現 9 個 [Fe/H]&<-1 的貧金屬星候選體 http://adsabs.harvard.edu/abs/2010RAA....10..753L
- 銀河系中雙星比率與金屬丰度的關係 http://arxiv.org/abs/1405.7105
- 8 顆新發現的 [Fe/H]&<-1 的貧金屬星 http://arxiv.org/abs/1501.03062
- 找到了一顆 r-過程元素增豐的極端貧金屬星 http://arxiv.org/abs/1506.05200
- 找到了兩顆新的 [Fe/H]=-4 的極端貧金屬星 http://arxiv.org/abs/1506.05684
LAMOST找到的兩顆 [Fe/H]&<-4 的極貧金屬星的光譜。取自 http://arxiv.org/abs/1506.05684
- 白矮星 白矮星是恆星演化到晚期最普遍的歸宿。其中DA型白矮星的大氣全部由氫組成,是最常見的一類白矮星。它們的光度和質量函數能夠很好的限制銀河系不同星族的年齡。LAMOST自運行以來觀測到了不少 DA 型白矮星。此外還有一類稱為「白矮-主序雙星」的天體,是由白矮星和主序星組成的雙星系統。其中大約有 3/4 的雙星相互距離比較遠,各自遵循單星的演化規律。另外 1/4 相互距離比較近,會形成公共的物質包層,甚至可能會演化為災變變星和 Ia 型超新星。這類「白矮-主序雙星」對研究恆星演化、特別是雙星的相互作用和物質交換是很好的工具。LAMOST 在白矮星相關的研究領域取得的成果有:
- LAMOST 先導巡天證認的 70 顆 DA 型白矮星 http://arxiv.org/abs/1304.3551
- LAMOST 先導巡天找到的 230 顆 DA 型白矮星 http://arxiv.org/abs/1307.2021
- 研究了 LAMOST 反銀心巡天中 DA 型白矮星的光度和質量函數、形成率 http://arxiv.org/abs/1503.05618
- LAMOST 先導巡天中找到的 28 對白矮-主序雙星 http://arxiv.org/abs/1308.4344
- 找到了 121 對白矮-主序雙星,其中 80 對是新發現的 http://arxiv.org/abs/1408.1628
- 發現了 4 對由白矮星、紅巨星和星雲組成的共生星 http://arxiv.org/abs/1505.06569
- 用 LAMOST 的白矮星光譜樣本對測光找到的白矮星進行了獨立檢驗 http://arxiv.org/abs/1506.04748
白矮-主序雙星系統想像圖。取自 Astronomy 10: Lecture 14 版權所有 Addison Wesley
- 特殊恆星,包括一些變星、化學特殊星等
- 找到了 3 顆處於快速膨脹階段的天琴座 RR 型變星,研究了巴耳末線輪廓 http://arxiv.org/abs/1306.3754
- 一份包含 3537 顆金屬線星(Am)候選體的星表 http://arxiv.org/abs/1501.06233
- 192 顆經典 B 型發射線星,該類恆星總數增加8% http://arxiv.org/abs/1505.07290
- 新發現了兩顆 α 元素異常貧乏的恆星,不能用通常的銀河系演化模型解釋 http://adsabs.harvard.edu/abs/2015ApJ...805..146X
- 恆星參數與光譜分類
- 發現開普勒望遠鏡使用的輸入星表(KIC)低估了恆星的金屬丰度 http://arxiv.org/abs/1311.1203
- 用 LAMOST 給出的大樣本恆星參數估算它們的距離 http://arxiv.org/abs/1505.05521
- 基於 SVM(支持向量機)的恆星光譜分類方法 http://arxiv.org/abs/1505.05940
- 自動分類晚型 M 巨星的方法,找到了 8639 顆 M 巨星候選體 http://arxiv.org/abs/1505.07932
- 提出了自動分類晚型 K 和 M 矮星的方法,證認了 2612 顆晚型 K 和 M 矮星 http://arxiv.org/abs/1505.01592
- 研究了 LAMOST 樣本中 7.1 萬顆 M 矮星的運動學參數和活動性 http://adsabs.harvard.edu/abs/2015RAA....15..860Y
- 測定了 1.2 萬顆紅團簇巨星的距離,精度好於 10% http://arxiv.org/abs/1505.04878
- LAMOST 中的 2189 個星團成員星候選體 http://arxiv.org/abs/1506.04222
- LAMOST 給出的紅團簇星樣本比 APOGEE 更好 http://arxiv.org/abs/1506.00771
1.7 其它
- LAMOST 調試階段在一顆早型發射線星光譜中探測到了 9 條星際彌散吸收帶(DIB) http://arxiv.org/abs/1207.1573
2. 河外天文學
受限於望遠鏡所在地的夜空和大氣寧靜度條件,這幾年 LAMOST 的研究重點沒有放在河外天文學上,因為河外星系普遍比銀河系內恆星要暗弱的多。儘管如此,LAMOST 還是對距離銀河系比較近的仙女座星系(M31)和 M33 分配了許多次觀測,研究了這兩個河外星系的星族成分、行星狀星雲、星團等天體,並且在附近尋找了一些背景類星體,可以作為參照物測量 M31 的自行。
- M31 和 M33 相關天區的研究
- 在仙女座星系(M31)外圍發現了新的行星狀星雲 http://adsabs.harvard.edu/abs/2010RAA....10..599Y
- 仙女座星系(M31)不同星族(核球、盤)的動力學特徵 http://arxiv.org/abs/1105.3548
- 在 M31 和 M33 周圍找到了 908 個天體,其中 356 個是球狀星團或球狀星團候選體 http://arxiv.org/abs/1505.08062
- 在 M31 星系附近發現了 14 個新的背景類星體 http://adsabs.harvard.edu/abs/2010RAA....10..612H
- 在 M31 和 M33 附近找到的 526 個新的背景類星體 http://arxiv.org/abs/1304.3174
- 在 M31 和 M33 附近找到了 1330 個新的背景類星體,該區域類星體總數上升到 1870 個 http://arxiv.org/abs/1505.08064
- 其它河外天體(包括類星體和活動星系)的研究
- 一個視場中就發現了 8 個新的類星體 http://arxiv.org/abs/1006.0143
- 在類星體的「紅移沙漠」中發現里一個明亮的(i=16.4 等)、z=2.427 的類星體 http://arxiv.org/abs/1005.5499
- 研究了射電噪類星體 LAMOST J1131+3114 的 Hβ 和 [O III] 發射線特徵 http://adsabs.harvard.edu/abs/2014AA...564A..89S
- 用 LAMOST 和哈勃望遠鏡聯合發現的一個罕見的雙 AGN (活動星系核) http://arxiv.org/abs/1402.2740
- 發表了 20 個雙峰窄發射線星系(NEL)和活動星系核(AGN) http://arxiv.org/abs/1404.7218
- 利用 LAMOST 找到的類星體校正了 PPMXL 自行星表中的系統誤差 http://arxiv.org/abs/1409.2890
- 從 3.7 萬個星系中挑選出的 70 個 E+A 星系 http://arxiv.org/abs/1506.00796
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更新:前面有人說
Literally, SOME. Virtually, NONE.
的確LAMOST從正式運行到現在還沒有太多有顯示度的成果出來,但是須知LAMOST是一架巡天型望遠鏡,本身很重要的作用就是為大型望遠鏡初步篩選有價值的目標源。從已發表的論文來看也是某類特殊天體的列表居多。另一方面,發表在Nature、Science上的「突破型」進步固然振奮人心,基礎性的工作也必不可少,天文學更多的是靠這些螞蟻搬家似的進步一點點累積起來的。
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更新+1:44 贊了。能過100嗎?破百贊就長期更新。。。。。
更新+2:過了這麼長時間終於到100贊了。說話算數……
順便吐槽一下官網的文章列表 科研類文章 | LAMOST 這裡面不同的研究領域大雜燴,而且收錄不全、文章的卷號頁號錯誤百出,甚至同一個表格內連字體和字型大小都沒有統一。主頁君你真的是在認真做事嗎?
2017年10月12日—10月13日,中央美術學院實驗藝術學院的師生們來到了中國科學院國家天文台興隆觀測站開啟了一場「遨遊」在日月星辰間的研學旅程。
興隆觀測站隸屬於中國科學院國家天文台,是國家天文台重要的科研觀測基地之一,也是目前亞洲大陸規模最大的光學天文觀測基地。此次研學活動不僅邀請到了中國科學院國家天文台興隆觀測站的專家全程為中央美院的師生們進行科普講解,與此同時,還可以使用興隆觀測站的望遠鏡進行實操觀測,與浩瀚的宇宙來一場「近距離的對視」。
合影
作為此次研學活動的指導老師,中國科學院國家天文台興隆觀測站的科學家在興隆基地的科普展廳對中央美院師生們的到來表示了熱烈的歡迎,並為大家詳盡介紹了興隆基地的歷史背景、場地及設施建設、天文觀測設備及科研成果等。
科學家正在介紹興隆觀測站概況
問鼎多項「世界之最」——LAMOST望遠鏡
作為此次研學活動的重點之一,參觀LAMOST望遠鏡是重要的活動行程,因為它不僅對於天文研究者來講具有很高的研究價值,並且在國際中享有高度的聲譽和評價。
科學家正在講解LAMOST望遠鏡
興隆基地的科學家首先為大家介紹了這台具有非凡意義的天文觀測望遠鏡。
LAMOST望遠鏡也稱為郭守敬望遠鏡,是以元代著名天文學家、數學家郭守敬的名字命名的。LAMOST於2009年6月4日通過國家驗收,成為世界上口徑最大的大視場和光譜觀測獲取率最高的望遠鏡,造價3.15億,為我國乃至世界天文學研究提供高水平的觀測手段和研究平台,得到了國際天文界的高度評價。
LAMOST望遠鏡
大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(LAMOST)是一架橫卧南北方向的中星儀式反射施密特望遠鏡。應用主動光學技術控制反射改正板,使它成為大口徑兼大視場光學望遠鏡的世界之最。由於它口徑達4米,在曝光1.5小時內可以觀測到暗達20.5等的天體。而由於它視場達5°,在焦面上可放置四千根光纖,將遙遠天體的光分別傳輸到多台光譜儀中,同時獲得它們的光譜,成為世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。它將安放在國家天文台興隆觀測站(右圖為效果圖),成為我國在大規模光學光譜觀測中,在大視場天文學研究上,居於國際領先地位的大科學裝置。
中國天文發展史的里程碑——2.16米望遠鏡
參觀2.16米望遠鏡是參觀LAMOST望遠鏡後又一研學重點,該望遠鏡的誕生對於我國天文學的研究有著非常重要的意義。
興隆基地的科學家帶領著中央美院的師生們來到了2.16米望遠鏡的所在地進行參觀學習,在參觀過程中,科學家為大家詳細地介紹了2.16米望遠鏡。
2.16米望遠鏡
據科學家介紹,2.16米光學天文望遠鏡是由中國科學院南京天文儀器研製中心,中國科學院國家天文台和北京自動化研究所等單位歷時15年聯合攻關協作研製成功的,1989年安裝於興隆基地並投入使用。它被譽為中國天文學發展史上一個里程碑,是我國自行研製的、曾經是國內最大、也是遠東最大的光學望遠鏡。
科學家正在為大家介紹2.16米望遠鏡
2.16米光學天文望遠鏡包括光學、機械、驅動、自控、星光探測裝置、觀測室等部分。它口徑2.16米,身高6米,自重90餘噸,望遠鏡的主鏡為一個直徑2.2米、厚30厘米、重3噸的光學玻璃研磨而成,巨大的鏡面口徑,聚光力極強,因而可以觀測到極暗的星體,最暗可達25等星,相當於可以看到兩萬公里外一根火柴燃燒的亮光,是亞洲第三大口徑望遠鏡。
與日月星辰為伴——央美師生實操觀測
除了參觀天文界兩個重量級天文光學望遠鏡,科學家還帶領中央美院的師生們來到了公共天文台,進行此次研學的實踐活動環節——實操天文觀測。
白天,日月同輝;傍晚,眾星閃耀。就像是科學家跟大家說過的一句話:「如果在天氣好的情況下,你可以帶走一個太陽,一個月亮」,中央美院的師生們不僅「摘到了」日月,更「捧走了」星辰。
科學家帶領大家觀測太陽
12日晚,中央美院的師生們堅守在公共天文台的望遠鏡旁,觀測到了土星和仙女座星系,興奮的心情早已將旅途勞累拋在腦後。
觀測到的土星
13日上午,中央美院的師生們再次來到了公共天文台,令大家意想不到的是,在觀測的過程中,大家不僅能夠觀測到太陽,也能夠觀測到月亮,這樣在白天看到太陽和月亮同時出現的現象被稱作「日月同輝」。
觀測到的太陽和月亮
在中國科學院國家天文台興隆觀測站,中央美院的師生們收穫滿滿,不僅看到了我國著名的天文望遠鏡:LAMOST望遠鏡和2.16米望遠鏡,與此同時,親自實操觀測天空,體驗了一把天文科研人員的工作,看到了太陽、月亮、仙女座星系、土星等,為其日後在藝術創作增添現實性,在實踐過程中尋找藝術靈感。在此次活動中,中央美院的師生們感到受益匪淺。
……誰和我一樣看成郭敬明望遠鏡
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