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天文学家基于LAMOST数据揭示银河系早期形成和演化历史
北京时间3月24日,国际科学期刊《自然》以封面文章形式发布了德国马普天文研究所的研究人员向茂盛博士和Hans-Walter Rix教授合作的一项重大成果。基于中国科学院国家天文台运行的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜( LAMOST )和欧空局天体测量卫星盖亚望远镜( Gaia )的巡天观测数据,研究人员获取了迄今最为精确的大样本恒星年龄信息,按照时间序列清晰还原了银河系幼年和青少年时期的形成与演化图像。改写了人们对银河系早期形成历史的认知。至此,一个时间轴上被精确刻画的早期银河系形成和演化图像得以呈现, 《自然》期刊审稿人评价该成果是第一次能够对银河系的形成历史提供如此清晰地描绘。
北京时间3月24日,国际科学期刊《自然》以封面文章形式发布了德国马普天文研究所的研究人员向茂盛博士和Hans-Walter Rix教授合作的一项重大成果。基于中国科学院国家天文台运行的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST)和欧空局天体测量卫星盖亚望远镜(Gaia)的巡天观测数据,研究人员获取了迄今最为精确的大样本恒星年龄信息,按照时间序列清晰还原了银河系幼年和青少年时期的形成与演化图像,改写了人们对银河系早期形成历史的认知。
3月24日刊《自然》杂志封面 - 追星人的银河指南
夜空中美丽浩瀚的银河,自古以来就引发了人们无数的想象和无尽的探索。我们所在的银河系是无数宇宙岛中一个普通盘星系,和其它类似星系一样,它在过去的一百多亿年间集成了上千亿颗恒星。这些恒星根据位置的不同,主要分布在银河系的银晕和银盘上,其中银盘又包括一个几何上相对较厚的厚盘和一个相对较薄且更延展的薄盘。然而,银河系的银晕和银盘是在什么时间,如何形成,又是如何组装起来并演化成今天绚丽多姿的银河等系列起源问题一直是天文家亟待解决的科学谜团,同时也是世界范围内多个地面和空间望远镜大规模天文巡天观测计划的主要科学目标。
过去的研究通常认为,我们的银河系在婴儿时期(极早期)经历了剧烈的形成过程,大量的贫金属气体塌缩(天文上把除氢和氦以外的元素都叫做金属)或者是富含气体的星系间相互碰撞和并合形成了银河系的恒星晕。然后气体逐渐冷却形成了早期银盘即银河系厚盘。最后,随着时间推移气体进一步冷却,开始形成银河系薄盘。薄盘的形成是一个持久而有序的过程,从大约80-100亿年前一直持续至今。然而,这些图像主要来自数值模拟以及人们对碎片化观测证据的推测。所幸天文观测大数据的涌现使得银河系演化图像正在被改写,开启银河尘封历史的时代已经到来。
LAMOST发布千万量级的恒星光谱数据,成为数字化银河的基石。欧空局发射的Gaia卫星则提供了14亿颗恒星的位置和移动地图。这样的珠联璧合为天文学家追溯银河系的集成和演化历史提供了得天独厚的优势。
向茂盛博士和Rix教授基于LAMOST和Gaia数据,构建了包含25万颗亚巨星的高质量数据样本,并获取了它们的精确年龄。恒星年龄是最难以精确测定的恒星物理量,也可以说是天文领域最难精确测量的物理量之一。得益于LAMOST银河系巡天及国际上其它巡天项目的开展,获取大样本恒星的年龄已在过去几年内逐渐成为现实。但是,之前的研究所获取的大样本恒星典型年龄误差为20%或更大,而实现10%年龄测定精度的恒星样本很小,样本的空间和参数范围也十分受限。
亚巨星是处于恒星主序演化阶段向红巨星演化阶段过渡阶段的恒星。其可观测参数尤其是光度对于其初始质量和年龄极为敏感,因此它们的年龄相对容易被精确测定。但是恒星在亚巨星阶段的演化十分迅速,导致亚巨星比较稀少。利用LAMOST光谱大数据,向茂盛精确测定了700万颗恒星的大气参数,并结合Gaia数据得到了高精度的恒星光度和轨道运动学参数。从这700万恒星中筛选出25万颗亚巨星,测定出它们的精确年龄,样本平均年龄精度为7%,金属元素丰度覆盖范围从-2.5(从太阳金属含量的300分之一)到0.5(太阳金属含量的3倍),空间覆盖范围达3万光年。这是首次在银河系如此广阔的空间范围和恒星金属丰度范围内获取如此大样本恒星的高精度年龄,成功突破了数据的局限性,为开展银河系的形成与演化历史研究跨出了标志性的一步。
按照运动特征和化学DNA(元素丰度)鉴定,他们把这25万恒星划分成两组:一组表征为形成于动力学相对宁静过程的银河系延展薄盘的恒星;另一组形成于动力学剧烈湍动过程的银晕和厚盘恒星。
研究团队发现,这两组恒星的年龄以大约80亿年为界同样清晰地被分成截然不同的两组。也就是说,从时间上看,银河系的集成和演化历史分成两个明确的阶段,从130亿年前到80亿年前的早期阶段和80亿年前至今的晚期阶段。早期阶段形成了银河系的厚盘和银晕,晚期阶段形成了银河系薄盘。
超高的时间分辨率使得研究团队得到了清晰的银河系早期集成和增丰图像:银河系厚盘恒星从130亿年以前就已经开始形成,这距离宇宙大爆炸仅仅过去8亿年时间(对应宇宙学红移为7)。最古老的厚盘星甚至要比银河系内晕恒星年老约10-20亿年。银河系内晕结构被认为主要是百手巨人恩塞拉都斯矮星系(Gaia-Sausage-Enceladus,GSE)碰撞银河系并被吸积并合时形成。也就是说,早期厚盘要比今天我们看到的主要恒星银晕结构领先10-20亿年形成,这刷新了对银河系早期形成历史的传统认知。
银河早期集成和演化图像示意图:138亿年前宇宙大爆炸,130亿年前厚盘开始形成,110亿年前银晕形成,80亿前至今银河薄盘形成。(图源:喻京川)
经进一步研究,向茂盛等人还发现虽然厚盘的形成一直持续了从130亿年前到80亿年前的大约50亿年时间,期间金属元素含量增加了30倍。然而,虽然这个周期持续了50亿年,但是作者发现大多数厚盘恒星却形成于约110亿年前的一次集中爆发。与此同时,他们通过年龄数据研究发现矮星系GSE与早期银河系并合发生的时间大约也是在110亿年前,这比前人认为的早了10亿年。这两个年龄高度吻合,研究团队认为这绝非偶然,而是强烈暗示了厚盘的恒星形成活动受到了GSE撞击事件的显著激发。
形成厚盘恒星的气体大约在80亿年前耗尽,厚盘形成停止。差不多与此同时,新的气体开始从银河系周围聚集到一个更薄的盘上形成银河系薄盘恒星。薄盘形成过程一直持续至今。
至此,一个时间轴上被精确刻画的早期银河系形成和演化图像得以呈现,《自然》期刊审稿人评价该成果是第一次能够对银河系的形成历史提供如此清晰地描绘。
银河系作为普通星系的代表,是我们研究宇宙中一般星系形成与演化问题的重点实验室,它可以帮助天文学家追溯从极早期宇宙一直到今天所发生的一个个精彩故事。
论文链接:www.nature.com/articles/s41586-022-04496-5。
2022-03-24
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国家天文台研究团队找到快速射电重复暴的“身份证”
快速射电暴( FRB )是在无线电波段最为剧烈的爆发现象,其起源未知,是当今天文学领域最大的热点前沿之一。中国科学院国家天文台李菂团队系统分析了来自包括“中国天眼” FAST 、美国绿岸望远镜GBT在内的多项数据,首次提出了能够统一解释重复快速射电暴偏振频率演化的机制,并基于此导出了能够描述快速射电暴周边环境单一参数即“ RM弥散” 。?快速射电暴的偏振性质包含了快速射电暴本征特性与形成环境的丰富信息,对快速射电暴偏振性质的精确测量将继续推进对快速射电暴环境及其起源的理解进程。
快速射电暴(FRB)是在无线电波段最为剧烈的爆发现象,其起源未知,是当今天文学领域最大的热点前沿之一。中国科学院国家天文台李菂团队系统分析了来自包括“中国天眼”FAST、美国绿岸望远镜GBT在内的多项数据,首次提出了能够统一解释重复快速射电暴偏振频率演化的机制,并基于此导出了能够描述快速射电暴周边环境单一参数即“RM弥散”。这一机制支持重复快速射电暴处在类似超新星遗迹的复杂电离环境中,并且可以通过偏振观测确定其可能的演化阶段,为最终确定FRB起源提供了关键观测证据。快速射电暴的“RM弥散”越大对应其周边环境变化越剧烈,因此也很可能越年轻,这有潜力成为辨识重复暴的“身份证”。这一工作于北京时间2022年3月18号发表在国际科学期刊《科学》杂志。
快速射电暴的偏振性质包含了快速射电暴本征特性与形成环境的丰富信息,对快速射电暴偏振性质的精确测量将继续推进对快速射电暴环境及其起源的理解进程。此项工作充分结合了FAST的灵敏度高优势和这一国际热点前沿的丰富观测资源,包括美国的Greenbank望远镜,加拿大CHIME望远镜,澳大利亚平方公里阵列先导阵(ASKAP)等,为构建完整的FRB起源模型提供了重要的观测基础。本文第一作者冯毅博士(现为之江国家实验室研究员)发现了重复暴的线偏振度存在随频率降低而降低的统一趋势(图一),并可以通过单一参数“RM弥散(σRM)”量化描述,这排除了基于辐射区磁层高度变化的脉冲星偏振内禀频率演化(intrinsic frequency evolution)等其他模型。研究团队中的理论专家包括云南大学杨元培副教授、普林斯顿鲁文宾博士、内华达大学张冰教授等人已经构建了基于多路径传播的磁化散射屏模型(Yang et al.2022已接受发表),可以进一步限制FRB源周围的复杂环境,包括湍流尺度、密度涨落、磁场构型等重要物理性质。FAST的持续深度监测结合其他先进设备,有望在未来2-3年回答关于FRB起源的一系列关键问题,例如重复暴与非重复暴是否有统一起源等问题。
文章链接: www.science.org/doi/10.1126/science.abl7759。
重复快速射电暴偏振频率演化关系。不同颜色的线代表不同的快速射电暴的偏振随频率演化关系曲线,每条线仅用一个参数“RM弥散(σRM)”拟合。σRM越大代表快速射电暴所处的环境越复杂,其所处的演化阶段极为可能越早,和超新星遗迹等爆发类现象的特征更为吻合。
快速射电暴偏振统一特性示意图。对于极端活跃的重复暴,GBT看到的高频信号(蓝色)一般具有100%线偏振。FAST看到的相对低频信号(红色)一般没有偏振,反映了爆发源的复杂电离环境。
2022-03-18
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2021年度“中国科学十大进展”发布,国家天文台取得优异成绩
2月28日,科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布“ 2021年度中国科学十大进展” ,中国科学院国家天文台主持或参与取得的3项重要成果入选。国家天文台入选的3项成果为: FAST捕获世界最大快速射电暴样本(国家天文台主持完成) ,嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘(国家天文台共同主持完成) ,火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星(国家天文台参与并作出重要贡献) 。“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)牵头举办,旨在宣传我国重大基础研究科学进展。3 .火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星(国家天文台参与并作出重要贡献) ?.
2月28日,科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布“2021年度中国科学十大进展”,中国科学院国家天文台主持或参与取得的3项重要成果入选。
国家天文台入选的3项成果为:FAST捕获世界最大快速射电暴样本(国家天文台主持完成),嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘(国家天文台共同主持完成),火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星(国家天文台参与并作出重要贡献)。
“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)牵头举办,旨在宣传我国重大基础研究科学进展。中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。2021年度,共推荐310项科学研究进展;科学技术部高技术研究发展中心组织专家初选会议,从310项中遴选出30项进展进入终选;终选邀请中国科学院院士、中国工程院院士、国家重点实验室主任、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人、原973计划顾问组和咨询组专家及项目首席科学家等3500余位知名专家学者对30项候选科学进展进行网上投票,得票数排名前10位的最终当选。
图1. FAST捕获世界最大快速射电暴样本(国家天文台主持完成)
图2. 嫦娥五号月球样品揭示月球演化奥秘(国家天文台共同主持完成)
图3.火星探测任务天问一号探测器成功着陆火星(国家天文台参与并作出重要贡献)
2022-02-28
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【新闻联播】新思想引领新征程 踔厉奋发 建设世界科技强国
习近平总书记指出,我国已经开启全面建设社会主义现代化国家新征程,科技创新在党和国家发展全局中具有十分重要的地位和作用。奋进新征程、建功新时代。新的一年,广大科技工作者肩负时代使命,力争勇攀科技高峰、跑出创新加速度,为建设世界科技强国提供强大动能。
新年伊始,位于贵州平塘大山深处的中国天眼FAST就传来好消息,取得了一批重大成果。截至目前,FAST新发现脉冲星约500颗,并在中性氢谱线测量星际磁场等领域取得重大进展。
2022-01-19
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中国天眼高质量开放运行 取得系列重要科学成果
中国天眼( FAST )自2020年1月11日通过国家验收至今已近两周年。两年来,中国科学院国家天文台按照“高水平管理和运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”的要求,在全力组织做好FAST高质量开放运行的同时,第一时间成立了FAST科学委员会、时间分配委员会和用户委员会。为充分发挥FAST科学效能,促进重大科学成果产出,科学委员会围绕FAST优势科学目标,征集遴选了五个优先重大项目,组织全国优秀科研团队,开展大团队集中攻关,取得了一系列重要成果。右图FAST-FermiLAT合作开展脉冲星观测艺术想象图, 《中国科学》 2021年第12期封面。
中国天眼(FAST)自2020年1月11日通过国家验收至今已近两周年。两年来,中国科学院国家天文台按照“高水平管理和运行好这一重大科学基础设施,早出成果、多出成果,出好成果、出大成果”的要求,在全力组织做好FAST高质量开放运行的同时,第一时间成立了FAST科学委员会、时间分配委员会和用户委员会,统筹规划科学方向、遴选重大项目、制定数据开放政策、分配观测时间等。为充分发挥FAST科学效能,促进重大科学成果产出,科学委员会围绕FAST优势科学目标,征集遴选了五个优先重大项目,组织全国优秀科研团队,开展大团队集中攻关,取得了一系列重要成果。
2021年3月31日,FAST正式向全球开放共享,向全球天文学家征集观测申请,彰显了中国科学家与国际科学界携手合作的理念。此次征集收到来自不同国家共7216小时的观测申请,最终14个国家(不含中国)的27份国际项目获得批准,并于2021年8月启动科学观测。
FAST运行效率和质量不断提高,年观测时长超过5300小时,已远超国际同行预期的工作效率,为FAST科学产出起到重要支撑作用。截至目前,FAST共发现约500颗脉冲星,成为自其运行以来世界上发现脉冲星效率最高的设备。
2021年,依托FAST又取得了一批重要科研成果。
FAST中性氢谱线测量星际磁场取得重大进展。中性氢是宇宙中丰度最高的元素,广泛存在于宇宙的不同时期,是不同尺度物质分布的最佳示踪物之一。国家天文台庆道冲、李菂领导的国际合作团队采用原创的中性氢窄线自吸收方法,利用FAST首次获得原恒星核包层中的高置信度的塞曼效应测量结果。发现星际介质从冷中性气体到原恒星核具有连贯性的磁场结构,异于标准模型预测,为解决恒星形成三大经典问题之一的“磁通量问题”提供了重要的观测证据。-该成果论文于北京时间2022年1月6日在国际学术期刊《自然》杂志以封面文章形式正式发表。
获得迄今最大快速射电暴爆发事件样本,首次揭示快速射电暴的完整能谱及其双峰结构。快速射电暴(FRB)是宇宙中最明亮射电爆发现象,起源未知,是天文学最新热点。国家天文台李菂、王培、朱炜玮领导的国际合作团队利用FAST对快速射电暴FRB121102进行观测,在约50天内探测到1652次爆发事件,获得迄今最大的快速射电暴爆发事件样本,超过此前本领域所有文章发表的爆发事件总量,首次揭示了快速射电暴的完整能谱及其双峰结构,成果论文于2021年10月14日在国际学术期刊《自然》杂志发表。FAST多科学目标巡天已经发现至少6例新FRB,正在为揭示这一宇宙中神秘现象的机制、推进这一天文学全新的领域做出独特的贡献。
“银道面脉冲星快照巡天”项目持续发现毫秒脉冲星。发现脉冲星是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一。国家天文台韩金林领导的FAST重大优先项目“银道面脉冲星快照巡天”在不到两年时间,累计观测了约620个机时,完成了计划搜寻天区的8%,截至目前该项目新发现279颗脉冲星,其中65个为毫秒脉冲星,在双星系统中的有22颗。相关论文于2021年5月在国内学术期刊《天文和天体物理学研究》发表。国际著名学者澳大利亚科学院院士Manchester教授评价“发现这么多脉冲星令人印象深刻”,“发现如此众多毫秒脉冲星,是一个显著的成就”。该工作执行1年半所发现的脉冲星数已经超越美国阿雷西博望远镜15年的搜寻结果。
开展多波段合作观测,开启脉冲星搜索新方向,并打开研究脉冲星电磁辐射机制的新途径。基于FAST灵敏度国际领先的优势,将FAST与高能波段的重要空间天文设施费米伽马射线天文台大视场望远镜(Fermi-LAT)相结合进行天地一体化协同和后随观测,具有产生重大科学突破的潜力。国家天文台李菂、王培领导的国际合作团队发现了多颗脉冲星,并开展了多波段观测分析。相关成果于2021年12月在国内学术期刊《中国科学》上以封面及编辑点评文章形式发表。多波段合作观测不仅开启了FAST脉冲星搜索新方向,而且打开了研究脉冲星电磁辐射机制的新途径,为研究中子星星族演化和探测引力波提供更多样本。
基于超高灵敏度的明显优势,FAST已成为中低频射电天文领域的观天利器,未来将在快速射电暴起源与物理机制、中性氢宇宙研究、脉冲星搜寻与物理研究、脉冲星测时与低频引力波探测等方向产出深化人类对宇宙认知的科学成果。
2021年2月5日,习近平总书记在考察贵州时,专门听取了FAST工作汇报,并视频连线慰问现场工作人员。习总书记指出,中国天眼是观天巨目、国之重器,实现了我国在前沿科学领域的一项重大原创突破。总书记对中国科学院和广大科技工作者的亲切关怀,体现了对科技自立自强和强化国家战略科技力量的殷切期望。中国科学院将以更为开放的姿态向全球共享科学研究设施,为国际天文学界提供高水平的观测平台,促进天文研究国际合作,提升我国天文研究的国际地位和影响力,用“中国智造”为构建人类命运共同体贡献“中国智慧”,推动世界科技发展和人类文明进步。
《自然》杂志封面设计稿,呈现金牛座分子云天区的星际介质和磁场。曲线为普朗克卫星测量的磁场方向图,本底星云来自赫歇尔空间望远镜拍摄的尘埃图像。
左图快速射电暴FRB 121102平均每小时爆发率的能量分布。在低能端90%探测完备性下测量到低于特征能量E0=4.8x1037erg开始出现爆发率下降,展现了复杂能量分布。右图FAST观测快速射电暴艺术想象图,图中脉冲来自FAST观测FRB121102真实数据。图片版权:国家天文台
左图PSR J0318+0253位置和积分脉冲轮廓。a)FAST一小时跟踪观测的射电波段积分轮廓;b)折叠Fermi-LAT累积9年数据所获得的伽马光子积分脉冲轮廓。右图FAST-FermiLAT合作开展脉冲星观测艺术想象图,《中国科学》2021年第12期封面。
2022-01-06
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国家天文台二〇二二年新年贺词
值此辞旧迎新之际,国家天文台党政领导班子向全台广大科技工作者、干部职工、离退休老同志、青年学生、来访学者,向关心、支持国家天文台改革创新发展的各界人士致以最诚挚的问候和最美好的祝愿!
2021-12-31
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青海冷湖将建设国际一流天文观测基地
我国科学家发现青海冷湖赛什腾山是极佳的光学/红外天文观测台址。12月22日,中国科学院国家天文台与青海省科技厅、青海省海西蒙古族藏族自治州人民政府共同签署建设青海冷湖天文基地合作协议,推动MUST等多个天文望远镜项目尽快落地。青海冷湖是天文领域的战略性稀缺资源,在这里建设天文观测基地、承接国内外各类大科学装置落户,能够充分发掘我国未来重大天文观测设施的潜力,为我国光学天文、行星科学和深空探测等学科的未来发展提供重大机遇。青海省政府张黎副省长在讲话中表示青海省将充分依托独特资源禀赋,积极融入国家战略,争取更多国家天文科学装置和国际领先观测设施落户青海,把青海冷湖打造成为国际一流光学天文研究的重要基地。
我国科学家发现青海冷湖赛什腾山是极佳的光学/红外天文观测台址。12月22日,中国科学院国家天文台与青海省科技厅、青海省海西蒙古族藏族自治州人民政府共同签署建设青海冷湖天文基地合作协议,推动MUST等多个天文望远镜项目尽快落地。
今年8月18日,中国科学院国家天文台邓李才研究团队在国际科学期刊《自然》杂志发表文章,基于连续3年的观测数据,分析确认青海冷湖赛什腾山是极佳的光学/红外天文观测台址,其多个指标与国际最佳天文台址——夏威夷莫那卡亚峰和智利各天文台相比基本持平。
青海冷湖是天文领域的战略性稀缺资源,在这里建设天文观测基地、承接国内外各类大科学装置落户,能够充分发掘我国未来重大天文观测设施的潜力,为我国光学天文、行星科学和深空探测等学科的未来发展提供重大机遇。
冷湖天文观测基地的建设,也将有力推动青海融入国家科技战略布局重大机遇,提升区域创新发展能力。
中国科学院副院长张涛院士表示,协议的签署既是各方共同推进冷湖天文观测基地建设的具体行动,也是进一步深化中科院与青海省科技合作的一项重要举措,将为促进青海省经济社会高质量发展提供创新动力,为我国天文学和行星科学发展提供关键支撑。青海省政府张黎副省长在讲话中表示青海省将充分依托独特资源禀赋,积极融入国家战略,争取更多国家天文科学装置和国际领先观测设施落户青海,把青海冷湖打造成为国际一流光学天文研究的重要基地。签约方表示将在基地园区建设、人才队伍建设、学科建设等方面建立紧密合作机制,保障冷湖天文基地建设顺利开展。
签约仪式
专家论坛
发布会现场
2021-12-23
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20亿年前玄武岩进一步揭示月球演化奥秘
近期,中国科学院地质与地球物理研究所联合国家天文台在嫦娥五号月球科研样品研究方面取得突破性进展,证明嫦娥五号月球样品为一类新的月海玄武岩,对着陆区岩浆年龄、源区性质给出全新的认识,月球最“年轻”玄武岩年龄为20亿年,其晚期岩浆活动的源区并不富集放射性元素,并且月幔源区几乎没有水。相关成果分别于10月15日在《国家科学评论》发表一篇论文、10月19日在国际学术期刊《自然》上发表三篇论文。
2021-10-20
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中科院在FAST观测基地举行党员主题教育基地和弘扬科学家精神示范基地系列活动
9月17日,中国科学院“筑梦天眼至诚报国”党员主题教育基地、弘扬科学家精神示范基地系列活动在中科院国家天文台总部及“中国天眼” FAST观测基地举行。中科院副秘书长、直属机关党委常务副书记李和风,旗帜杂志社社长侯永峰,上海市科技工作党委书记徐枫等出席活动。要深入学习领会习近平总书记重要讲话精神,充分认识建设好基地的重要意义,充分利用大国重器资源优势,建设好党员主题教育基地,充分挖掘南仁东等新时代科学家的感人事迹,建设好弘扬科学家精神示范基地,激励广大科技工作者传承和践行老一辈科学家精神。
9月17日,中国科学院“筑梦天眼 至诚报国”党员主题教育基地、弘扬科学家精神示范基地系列活动在中科院国家天文台总部及“中国天眼”FAST观测基地举行。中科院副秘书长、直属机关党委常务副书记李和风,旗帜杂志社社长侯永峰,上海市科技工作党委书记徐枫等出席活动。
在各党员主题教育基地和科学家精神基地开展活动是中科院党史学习教育的重要内容。活动中播放了“时代楷模”“人民科学家”南仁东的感人事迹视频和FAST宣传片。FAST运行和发展中心常务副主任、总工程师姜鹏作《擦亮中国天眼的心路历程》主题报告,讲述FAST背后不为人知的感人故事。FAST青年科研骨干代表共同朗诵诗歌《中国的天眼开了》,致敬南仁东。
直属机关党委副书记房自正、国家天文台纪委书记欧云共同为党员主题教育基地、弘扬科学家精神示范基地揭牌。党员、青年骨干代表们还瞻仰了南仁东塑像并献花,参观了“筑梦天眼 至诚报国”主题展览馆以及南仁东先进事迹展览馆等。
李和风在讲话中指出,中科院已建设21个党员主题教育基地,正陆续建设一批弘扬科学家精神示范基地和科学家精神教育基地,这些基地在党史学习教育中发挥了重要作用。FAST是国之重器,历经22年艰辛漫长的选址建设过程,是“时代楷模”“人民科学家”南仁东用实际行动筑梦天眼、至诚报国的生动诠释。在这里建设党员主题教育基地、弘扬科学家精神示范基地就是要充分依托这一重大科技基础设施,充分利用大国重器独特的科技创新和党性教育资源,将基地打造成为中科院广大科技工作者自觉践行爱国奋斗精神的有力阵地。要深入学习领会习近平总书记重要讲话精神,充分认识建设好基地的重要意义,充分利用大国重器资源优势,建设好党员主题教育基地,充分挖掘南仁东等新时代科学家的感人事迹,建设好弘扬科学家精神示范基地,激励广大科技工作者传承和践行老一辈科学家精神,弘扬新时代科学家精神,促进全院科技工作者心系“国家事”,肩扛“国家责”,为实现习近平总书记对中科院提出的“四个率先”和“两加快一努力”目标要求努力奋斗。
中科院直属机关党委、上海分院、昆明分院、国家天文台有关负责人及党员、青年骨干代表等参加活动,国家天文台党委书记、副台长汪洪岩主持活动。
活动现场
党员主题教育基地、弘扬科学家精神示范基地揭牌
2021-09-18
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国家天文台在青海冷湖地区发现国际一流光学天文台址
北京时间8月18日,国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台邓李才研究团队的一项重大科学进展。在青海省地方政府支持下,研究团队自2018年1月启动青海冷湖地区的天文选址工作。研究团队克服野外高海拔等重重困难,建成所有关键台址参数的测量平台,经过3年连续监测数据显示,冷湖台址的光学观测条件比肩国际一流大型天文台。这一发现为我国光学天文发展创造了重大机遇,也为国际光学天文发展提供了宝贵的战略资源。
北京时间8月18日,国际科学期刊《自然》发布了中国科学院国家天文台邓李才研究团队的一项重大科学进展。在青海省地方政府支持下,研究团队自2018年1月启动青海冷湖地区的天文选址工作。研究团队克服野外高海拔等重重困难,建成所有关键台址参数的测量平台,经过3年连续监测数据显示,冷湖台址的光学观测条件比肩国际一流大型天文台。这一发现为我国光学天文发展创造了重大机遇,也为国际光学天文发展提供了宝贵的战略资源。
光学/红外观测台址是极其宝贵的战略性稀缺资源,目前国际公认的最佳台址只有智利北部山区、美国夏威夷莫那卡亚峰及南极内陆冰穹地区。其中智利因拥有大面积极佳观测台址,将发展天文作为国策大力推动,使得全世界68%的地基光学/红外、高频射电天文观测设施都坐落在智利,为智利赢得了前沿研究、尖端技术、社会经济等巨大的发展机遇和空间。
我国天文界长期高度重视光学天文选址工作,上世纪九十年代开始部署在我国西部地区进行选址。2017年开始,国家天文台邓李才研究团队利用在青海执行科研项目的机会,与谋求转型发展的海西州冷湖地方政府密切合作,在海西州西部无人区开始台址搜寻工作。冷湖地区日照丰沛、降水极低、夜空晴朗,历史记录的天气条件非常良好。研究团队通过对冷湖赛什腾山区的实地考察,依据沙尘垂向呈指数分布的特性,确定在山区4200米海拔标高点(赛什腾C区)进行定点选址。
2020年冬季赛什腾雪后的夕照,整个天文台笼罩在落日余晖中,远处是辽阔的柴达木盆地。供图/邓李才
选址团队自2018年1月16日开始,正式对该地域的晴夜数量、晴夜背景亮度和气象进行连续监测。2018年5月开始,团队在海西州政府支持下通过直升机吊运,于赛什腾4200米标高监测点初步建成基础设施。当时山区尚无道路可以通达监测地,选址团队克服重重困难,经历生命考验,人力背负各种仪器设施,攀登崇山峻岭,建成了所有关键台址参数的测量平台并开始运行。为保障参数测量的连续性,团队人员数十次冒险攀登,对设备进行升级和维护。在全体成员的努力下,团队终于达成所有参数的95%连续覆盖率,获得了对赛什腾山光学/红外观测条件的结论性数据。为避免各种非科学因素对大型天文观测设施选址产生干扰,保证数据的可靠性和公正性,所有的原始数据在整个选址过程中实时公开。
截至2020年底,主要台址监测数据累计达3个年度。选址团队经过细致统计分析显示,冷湖赛什腾山C区(4200米标高点)的视宁度中值为0.75角秒。这个参数与国际最佳台址同期数据大致相同,全面优于其他台址。同时,在红外观测条件上,对“物质起源”和“生命起源”等极端科学目标而言,最重要的台址指标是可沉降水汽(PWV),冷湖赛什腾台址是所有国际一流台址中最为优越的。按可观测时间和视宁度进行综合量化分析,赛什腾山的品质优于青藏高原其它选址点,与夏威夷莫那卡亚峰和智利各天文台相比,基本持平。
2020年12月20日,西华师范大学与国家天文台合作的50BiN望远镜安装完成后,进行了测试观测。第一幅科学质量的图像上恒星的半高全宽值为0.68角秒,而当时的视宁度测量值为0.60,完全吻合。这是冷湖天文观测基地的初光,证实良好的自然视宁度可以在全开式圆顶内的望远镜上兑现。供图/田才让
冷湖国际一流台址的发现打破了长期制约我国光学天文观测发展的瓶颈,不仅为我国光学天文发展创造了重大机遇,特别是冷湖所在的地理经度区域内,尚属世界大型光学望远镜的空白区,而天文观测常常需要时域、空域的接力观测,因此,也是国际光学天文发展的宝贵资源。
地处青海省海西州的冷湖镇,地理上是中国的腹地,镇区海拔仅2700米,距赛什腾山台址80公里,可以建设可靠的后勤保障和科研基地。冷湖观测基地作为未来的大型天文台,具有良好的交通保障,区位优势明显。海西州政府提供的全面支持保证了选址工作及时启动和稳定运行。2019年,青海省科技厅启动一个重大专项支持多波段选址工作,光学选址是项目的四个研究课题之一。
2021年七夕的银河拱门,拍摄于施工中的赛什腾C点,中国科技大学的2.5米巡天望远镜、中科院国家天文台的1米SONG望远镜、西华师范大学的50BiN双筒望远镜、中科院地质与地球物理所的1.8米和80厘米行星观测望远镜均建于这个平台。供图/洪文瀚
为最大限度发挥好冷湖台址的科学效益,中国科学院将与青海省政府联合,一方面尽快对台址资源进行保护,避免灯光、粉尘、震动等的影响;另一方面统一规划和布局未来重大观测设施的发展。中科院将与青海省一道,力促冷湖天文台址的国际合作和开放,吸引国际领先的观测设施落户,使之成为国际光学天文研究的重要基地,使冷湖成为人类探索宇宙奥秘、培育原创性科学成果的重要策源地。
论文地址:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03711-z。
2021-08-19
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