中国天文学重大科学工程简介

中国天文学重大科学工程简介

一、 世界上光谱猎取率最高的瞧远镜LAMOST

LAMOST全称是大天区面

积光纤光谱天文瞧远镜，2021年

10月在国家天文台兴隆瞧测基

地落成。LAMOST是一架视场为

5度中星仪式的反射施密特瞧远

镜，投资2.35亿元。它是我国最

大的光学瞧远镜、世界上最大口

径的大视场瞧远镜。该瞧远镜单

次瞧测可同时获得3000多条天体光谱的能力，是世界上光谱猎取率最

高的瞧远镜。LAMOST将向全国天文界开放，并积极开展国际合作。

二、 世界最大的单口径射电瞧远镜FAST

FAST全称是500米口径球面

射电天文瞧远镜，将于今年正

式开工建设。该工程拟投资7

亿元，采纳我国科学家独创的设计

和我国贵州南部的喀斯特洼地的

独特地形条件，建设一个约30个

足球场大的高灵敏度的巨型射电

瞧远镜。FAST建成后将成为世界上最大的单口径射电瞧远镜，并将

在今后20～30年维持世界一流设备的地位。

华中师范大学天体物理研究所

恒星的一生

恒星经常被认为是永恒不变的，但事实上它们是在不断演化的。新一

代的恒星形成于气体星云，而老年恒星那么通过行星状星云和超新星

爆发最终演化成了白矮星、中子星和黑洞。

来源：哈勃空间瞧远镜18年之科学成就,?天文喜好者?杂志2021年第3期

图a：猎户星云是恒星诞生的地点。插图显示了一颗被尘埃盘包裹住的年轻恒星，而尘埃盘

中那么可能正在孕育行星。

图b：大麦哲伦云中的蓝色年轻恒星以及形成这些恒星所遗留下的气体。

图c：麒麟座V838和它的“光学回声〞。

图d：一颗垂死的恒星正在通过行星状星云抛射它的外部包层并在中心留下一颗白矮星。

华中师范大学天体物理研究所

精确宇宙学

借助1989年发射的COBE卫星，马瑟和斯穆特领导的1000多人

研究团队首次完成了对宇宙微波背景辐射的太空瞧测研究。他们发现

宇宙微波背景辐射与黑体辐射特殊吻合；还发现宇宙微波背景辐射在

不同方向上温度有着极其微小的差异，这种微小差异揭示了宇宙中的

物质如何积聚成恒星和星系。

美国在2001年发射了一颗卫

星WMAP，全称是威尔金森各向异

性探测器。

来源：

WMAP数据分析讲明：宇宙的年龄

大约是137.3亿年，误差是正负1千

万年；宇宙中的能量72.1%左右是暗

能量，23.3%是暗物质，只有4.6%

是我们瞧到的一般物质，剩下的不到万分之

一的能量是光子和中微子。

WMAP立即退役，接替它探测宇宙微

波背景辐射的是欧航局的“普朗克〞卫星。

“普朗克〞卫星的测量精度将比WMAP好

十倍左右，差不多于2021年５月１４日从

法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。

华中师范大学天体物理研究所

天体物理的诺贝尔奖

诺贝尔奖没有设天文学奖。然而与物理紧密相关的天体物理课题

能够获得诺贝尔物理学奖。

迄今为止，有9个年度的诺贝尔物理学奖颁发给了16位天体物理学

家。

年份 获奖者及获奖成果

1964 汤斯(美国)：开拓星际分子研究

1967

1970

贝特(美国)：发现恒星核能源

阿尔文(瑞典)：创立太阳磁流体理论

休伊什(英国)：发现脉冲星

1974

赖尔(美国)：创立综合孔径射电瞧远镜，探测极其远远

的宇宙射电源

1978 威尔逊和彭齐亚斯(美国)：发现宇宙微波背景辐射

1983

钞票德拉塞卡(美国)：发现白矮星质量上限

福勒(美国)：创立恒星演化过程中化学元素合成理论

泰勒和赫尔斯(美国)：发现第一例射电脉冲双星，间接

1993

验证了广义相对论预言的引力辐射

戴维斯(美国)小柴昌俊(日本)：发现了宇宙中的中微子

贾科尼(美国)：他的研究引导发现了宇宙X射线源

约翰·马瑟和乔治·斯穆特(美国)：发现了宇宙微波背景

2006

辐射的黑体形式和各向异性

华中师范大学天体物理研究所

2002

冥王星落级为"矮

行星"

1930年美国天文学家汤博发现冥王

星，当时错估了冥王星的质量，以为冥

王星比地球还大，以太阳系第九大行星

的身份载进大百科全书和全世界的教

科书。1978年，科学家确认冥王星直径只有2300公里，比月球还要

小。然而"冥王星是大行星"早已被写进教科书，以后也就将错就错了。

上世纪90年代，天文学家在海王星轨道之外发现了柯伊伯带。那

儿有许多小天体绕太阳运行，可能是太阳系早期物质形成行星之后的

剩余材料。从2000年起，柯伊伯带天体直径最大记录不断被刷新。2004

年，当一个喊"塞德娜"的天体以直径1700公里的尺寸直逼冥王星时，

局面差不多变得难以收拾。

2006年8月24日，国际天文学联合会大会投票通过新的行星定义，

冥王星被“逐出〞行星行列，而被编进“矮行星〞。

太阳系新“家谱〞：

一、行星。成员包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王

星。其定义为：围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状，

同时能够往除其轨道四面其他物体的天体。二、矮行星。成员包括冥王星和谷

神星等。其定义为：与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不能往除其轨

道四面其他物体的天体。 三、太阳系小天体。其定义为：围绕太阳运转但不

符合行星和矮行星条件的物体。

冥王星被“逐出〞行星行列这一事件，使公众真切地感受到科学的

实质：科学知识并不是尽对正确的知识，科学精神的要害在于敢于面

对现实，在不断的自我修正、自我完善中得到开展。

华中师范大学天体物理研究所

全波段天文瞧测

天体可能发出各种波长的电磁波。并不是所有波长的电磁波地面

瞧测者都能瞧测到。波长大于30m的电磁波被地球电离层反射，波长

小于300nm的电磁波在地球高层大气被O、N、O及其他各种原子

322

汲取，而大局部红外光子被大气中的HO和CO汲取。

22

通过地球大气层

的汲取，只在三个频

段能够透射：

光学窗口、红外窗口

和射电窗口。

然而，通过发射的天文卫星，人类差不多实现了全波段的天文瞧

测。

以如下面图是不同电磁波段的太阳图像：

光学紫外

X射线射电

华中师范大学天体物理研究所

“超越爱因斯坦〞方案

溯宇宙大爆炸。

美国宇航局的“超越爱因斯坦〞方案在2003年出台，要紧目的是

针对爱因斯坦提出的一些最全然咨询题进行新的探究，研究黑洞并追

该方案由两个天文学瞧测方案——空间激光干预仪和“星座－X

方案〞组成，包括发射暴涨探测器、暗能量探测器、黑洞发现者探测

器等一系列探测器。正如美国加州大学环境和可持续开展研究专家查

尔斯·科勒所讲，“超越爱因斯坦〞方案可能改变我们对宇宙的理解。

2004年1月，布什总统公布，美国宇航局将集中精力在机器人和对月

球、火星的探究上，“超越爱因斯坦〞方案因为与这一目标不吻合而

被搁置。2004年8月，美国宇航局和欧洲空间局达成协议，双方将联

手完成“超越爱因斯坦〞方案，总投进高达10亿美元。

〔来源：科技日报〕

华中师范大学天体物理研究所