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LAMOST发现第一代超大质量恒星化学遗迹
北京时间6月7日，国际学术期刊《自然》在线发表了中国科学院国家天文台赵刚研究员带领的国际团队的一项重要成果。研究团队率先在银晕恒星中发现了第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的对不稳定超新星（ pair-instability supernova , PISN ）存在的化学证据。在此之前，理论研究曾预言这种特殊超新星的存在，但从未被观测发现。该成果证实这一超新星源自于一颗质量高达260倍太阳质量的第一代恒星，刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。对不稳定超新星将富含多种元素的物质抛射到星际介质中，并以此形成下一代恒星。
　　北京时间6月7日，国际学术期刊《自然》在线发表了中国科学院国家天文台赵刚研究员带领的国际团队的一项重要成果。研究团队率先在银晕恒星中发现了第一代超大质量恒星演化后坍缩形成的对不稳定超新星（pair-instability supernova, PISN）存在的化学证据。在此之前，理论研究曾预言这种特殊超新星的存在，但从未被观测发现。该成果证实这一超新星源自于一颗质量高达260倍太阳质量的第一代恒星，刷新了人们对第一代恒星质量分布的认知。
　　第一代恒星给宇宙带来第一缕曙光，是终结黑暗时代的起始点，主导着早期宇宙化学增丰过程和演化历史。理论预言第一代恒星的寿命极短，只存在于高红移的宇宙之中，因此直接观测到第一代恒星的难度极大。长期以来，银河系考古领域一直致力于通过贫金属星来研究第一代恒星，部分极贫金属星（金属含量低于太阳的百分之一）可能诞生于第一代恒星终结时形成的气体云，其化学丰度完整保留了第一代恒星演化产物的特征，从而使我们能够利用这些“活化石”揭示第一代恒星的演化历史。
　　理论研究表明第一代恒星的质量可以达到太阳质量的数百倍，但人们一直未能从观测上发现相关证据。通常发现的极贫金属星保留了核坍缩超新星（core-collapse supernova, CCSN）的核合成产物，但这些超新星的前身星普遍小于100倍太阳质量。对于质量介于140-260倍太阳质量的第一代恒星而言，其核心处产生的正负电子对会减弱恒星内部辐射压力，并导致恒星坍缩形成一种特殊的超新星，即PISN。与核坍缩超新星相比，PISN产物具有极为特殊的化学组成，在其演化后形成的气体云中诞生的第二代恒星会展现出极其罕见的化学丰度模式。
　　论文第一作者邢千帆博士介绍，研究团队结合郭守敬望远镜（LAMOST）低分辨率光谱和日本昴星团（Subaru）望远镜高分辨率光谱数据发现了一颗化学丰度极为特殊的恒星（LAMOST J1010+2358），它是具有目前已知最低的钠含量。该恒星的化学丰度还显示出了强烈的“奇偶效应”，即原子序数为奇数的元素含量远低于相邻的原子序数为偶数的元素含量。此外，该恒星基本不含锶、钡等中子俘获元素，几乎未受到中子俘获过程的影响。这些化学丰度特征无法通过核坍缩超新星理论模型解释，却与260倍太阳质量的PISN理论计算结果高度吻合（见图1）。这一发现首次从观测上证实了PISN的存在，并为第一代超大质量恒星（超过100倍太阳质量）形成和演化的观测研究指明了方向。同时，PISN的前身星质量大、寿命短，小于300万年，在其爆发后诞生的恒星极可能是迄今发现的最为古老的第二代恒星。
　　论文通讯作者赵刚研究员称，此项研究从观测上证实第一代恒星的质量可以达到太阳质量的数百倍，揭示了PISN在宇宙早期化学增丰过程中的贡献，对研究第一代恒星的初始质量函数意义重大，并将对元素起源、宇宙早期的恒星形成和星系化学演化等方面的研究产生深远影响。
　　国家天文台赵刚团队长期从事天体丰度的研究工作，建立了大规模贫金属星的高分辨率光谱观测样本，完成了对其化学丰度的系统性定量分析，为这一发现提供了坚实的基础。
　　哈佛大学前天文系主任阿维·勒布（Avi Loeb）称：“发现PISN的证据是贫金属星研究领域的圣杯之一。”
　　《自然》期刊审稿人评价该成果第一次为PISN与银晕恒星化学丰度之间的联系提供了决定性证据。未来我们期待能够利用LAMOST和中国空间站工程巡天望远镜发现更多化学丰度特殊的恒星，使我们可以通过对第一代恒星遗迹的分析，进一步确定恒星初始质量函数，加深对银河系演化历史的理解。
　　此项研究得到国家自然科学基金委基础科学中心项目、国家重点研发计划项目和中国科学院青年创新促进会等的资助，主要合作单位包括中国科学院云南天文台、日本国立天文台和澳大利亚莫纳什大学。
　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06028-1。
　　
　　图1：化学丰度特殊恒星LAMOST J1010+2358与超新星模型的比较。红色圆点代表LAMOST J1010+2358的元素丰度，黑色实线分别表示前身星质量为10倍太阳质量的核坍缩超新星(a); 85倍太阳质量的核坍缩超新星(b); 260倍太阳质量的对不稳定超新星(c)。
　　
　　图2：第一代超大质量恒星演化成为对不稳定超新星的艺术展示图。对不稳定超新星将富含多种元素的物质抛射到星际介质中，并以此形成下一代恒星。
　　

2023-06-07
中国天眼FAST联合国际巨镜揭示快速射电暴的磁场反转
北京时间5月12日，国际科学期刊《科学》发表了围绕中国天眼FAST发现的最新成果，中国科学院国家天文台领导的国际合作研究论文“一个重复快速射电暴周湍动环境中的磁场反转” ，揭示了快速射电暴可能的双星起源。“重复快速射电暴周围磁场的湍动成分可能像毛线团一样杂乱无章” ，论文的合作者云南大学杨元培教授解释道。该发现表明快速射电暴源周围的磁化环境存在剧烈演化，为揭示快速射电暴的起源和环境迈出了重要一步。未来，对于中国天眼发现的FRB 20190520B的持续监测有望进一步揭示快速射电暴的起源和环境。
　　北京时间5月12日，国际科学期刊《科学》发表了围绕中国天眼FAST发现的最新成果，中国科学院国家天文台领导的国际合作研究论文“一个重复快速射电暴周湍动环境中的磁场反转”，揭示了快速射电暴可能的双星起源。
　　快速射电暴（FRB）是在无线电波段宇宙中最剧烈的爆发现象，其物理起源未知，是天文学领域重大热点前沿之一，也是中国天眼FAST的核心科学目标之一，富含科学机遇。国家天文台李菂研究员（共同通讯作者）组织国际团队，利用美国绿岸望远镜和澳大利亚帕克斯望远镜对世界首例持续活跃快速射电暴FRB 20190520B进行了17个月的长期监测。FRB 20190520B由李菂研究员领导的“FAST多科学目标同时巡天”于2019年首次发现，已经催生了一系列重要成果，包括发表在《自然》和《科学》的论文，入选了2022年度“中国科学十大进展”。在此次全球国际合作监测中，西悉尼大学代实研究员（共同第一作者）利用澳大利亚帕克斯望远镜和西弗吉尼亚大学Anna-Thomas（共同通讯作者；共同第一作者）利用美国绿岸望远镜探测到FRB 20190520B的多次爆发。利用这些长期监测数据，之江实验室冯毅研究员（共同第一作者）等细致分析了爆发信号的偏振性质，发现其法拉第旋转量经历了两次正负值剧烈转变的过程，揭示了重复快速射电暴周边存在磁场反转。
　　这种以月为时间单位的极端反转，很可能由伴随快速射电暴的大质量天体造成。快速射电暴信号穿过大质量恒星星风甚至黑洞喷流造成的磁化等离子体环境，随着双星相互绕转发生信号磁特征的方向反转。 “重复快速射电暴周围磁场的湍动成分可能像毛线团一样杂乱无章”，论文的合作者云南大学杨元培教授解释道。该发现表明快速射电暴源周围的磁化环境存在剧烈演化，为揭示快速射电暴的起源和环境迈出了重要一步。未来，对于中国天眼发现的FRB 20190520B的持续监测有望进一步揭示快速射电暴的起源和环境。
　　

2023-05-12
同心·聚力·共逐梦——国家天文台成立22周年

2023-04-24
国家天文台召开第四届职代会暨工代会第二次全体会议
4月12日，国家天文台第四届职工代表大会暨第四届工会会员代表大会第二次全体会议在台本部多功能厅召开，台领导班子成员，台务委员、总工程师，职工/工会会员代表，台工会、团委、妇委会、研究生会负责人，各管理支撑部门负责人。非职工/工会会员代表的分工会主席等70余人参加了会议。副台长、工会主席赵公博作为本次大会执行主席主持了大会。希望各位代表继续围绕全台改革发展、科技创新、职工权益、增强活力等方面，认真开展调查研究，听取职工群众呼声意见，做到敢提案、会提案、提好案，积极建言献策，为国家天文台发展做出新的更大贡献，引领全台广大职工团结奋进、努力开创改革创新发展新局面。大会在雄壮的国际歌声中圆满结束。
　　4月12日，国家天文台第四届职工代表大会暨第四届工会会员代表大会第二次全体会议在台本部多功能厅召开，台领导班子成员，台务委员、总工程师，职工/工会会员代表，台工会、团委、妇委会、研究生会负责人，各管理支撑部门负责人，非职工/工会会员代表的分工会主席等70余人参加了会议。副台长、工会主席赵公博作为本次大会执行主席主持了大会。
　　
　　庄严的国歌后，大会正式开始。受常进台长委托，刘继峰副台长代表台领导班子以《深入贯彻落实党的二十大战略部署，不断推进国家天文台改革创新发展》为题，向大会报告国家天文台2022年度工作。2022年，全台广大科研人员、党员干部职工以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入学习宣传贯彻党的二十大精神，深入贯彻落实党中央、国务院和院党组重大决策部署，齐心协力，开拓奋进，聚焦天文领域国家战略科技力量主力军主责主业，积极承担重大科技任务，重大科学成果不断涌现，科研管理不断优化、效能不断提升，党的建设全面加强，各项工作都取得了新的变化、新的进展和新的面貌，迈上了新的台阶，呈现出了加快发展的良好态势。2023年，国家天文台将深入学习贯彻党的二十大精神，坚决落实党中央和院党组决策部署，按照“聚焦布局、重塑队伍、提升效能”工作思路，谋划、推进国家天文改革创新发展；加快推进“十四五”科技发展规划实施，建设和持续推进国家重点实验室重组工作，协同凝聚天文领域科研队伍、加强青年人才队伍建设，聚焦天文科学主责主业，瞄准天文前沿研究领域，抓好重大科技任务攻关，统筹发展和安全，主动担当、积极作为，为实现高水平科技自立自强、全面建设社会主义现代化国家作出应有贡献。　　
　　党委委员、工会副主席李伟代表工会委员会报告了国家天文台工会职代会2022年度工作；人事处处长吕品对国家天文台人事人才制度修订原则议案进行了说明；经费审查委员会主任苏彦报告了2022年度工会经费审查情况；提案工作委员会主任王菲鹿介绍了本次大会提案征集情况和上次大会提案落实情况。
　　
　　大会对获得国家天文台2022年度先进分工会、优秀协会、优秀工会干部、工会积极分子的集体和个人进行了表彰；对获得2022年度“职代会优秀提案奖”、“职代会提案落实奖”、“最美摄影人”、“建言献策奖”四个特别奖的集体和个人进行了表彰。
　　
　　
　　与会代表分成四个小组，结合年度工作报告、工会职代会工作报告、本次会议议案和职工代表提案，围绕全台改革发展、科技创新、人才制度、职工权益、增强活力等方面开展了热烈讨论，对全台2022年取得的成绩感到振奋，对工会职代会2022年开展的工作给予了高度肯定。各组代表进行了大会汇报交流。
　　
　　大会审议并表决通过了《国家天文台2022年度工作报告》《国家天文台人事人才制度修订原则》。
　　台长常进院士代表台领导班子讲话，对本次大会的圆满召开表示祝贺，对全台广大职工辛苦付出和取得的成绩表示感谢，充分肯定了全台职工的主人翁精神和职工代表履职尽责的责任意识，对分组讨论形成的建设性意见和建议进行了回应；希望各位代表继续围绕全台改革发展、科技创新、职工权益、增强活力等方面，认真开展调查研究，听取职工群众呼声意见，做到敢提案、会提案、提好案，积极建言献策，为国家天文台发展做出新的更大贡献，引领全台广大职工团结奋进、努力开创改革创新发展新局面，引领中国天文科技事业迈向国际一流。
　　
　　大会在雄壮的国际歌声中圆满结束。
　　

2023-04-13
中国空间站工程巡天望远镜首次科学年会在京举办
3月27日至4月1日，中国空间站工程巡天望远镜（简称CSST ）首届科学年会在北京怀柔举行。来自中国载人航天工程、中国科学院、各高校等59个参会单位的600余名代表齐聚一堂，就CSST的科学任务、技术创新、数据处理和分析等方面进行了深入的探讨和交流。中国载人航天工程总师周建平院士、副总师邓一兵，载人航天工程空间科学首席专家顾逸东院士，中国科学院国家天文台台长常进院士，中国科学院重大科技任务局副局长谢小平，载人航天工程应用系统总师赵光恒、副总指挥王强等出席大会开幕式。
　　3月27日至4月1日，中国空间站工程巡天望远镜（简称CSST）首届科学年会在北京怀柔举行。来自中国载人航天工程、中国科学院、各高校等59个参会单位的600余名代表齐聚一堂，就CSST的科学任务、技术创新、数据处理和分析等方面进行了深入的探讨和交流。
　　中国载人航天工程总师周建平院士、副总师邓一兵，载人航天工程空间科学首席专家顾逸东院士，中国科学院国家天文台台长常进院士，中国科学院重大科技任务局副局长谢小平，载人航天工程应用系统总师赵光恒、副总指挥王强等出席大会开幕式，开幕式由国家天文台副台长刘继峰主持。
　　本次大会由两天报告会及三天分会讨论组成。内容涉及宇宙学、星系与活动星系核、银河系与近邻星系、恒星、太阳系和系外行星等方向，涵盖各种领域的研究成果。中国科学院院士陈建生、李惕碚、景益鹏和韩占文受邀出席大会并做了精彩的报告，充分展示了科学界对CSST的期待与重视。陈建生院士做了题为“中国空间站望远镜巡天的公众性与社会性”的专题报告，为今后CSST公众性与社会性的传播推广指明了方向。与会人员进行了深入交流和讨论，为下一步更加合理有效使用好望远镜，早出成果、多出成果、出好成果、出大成果做好各项准备。
　　CSST是中国空间站工程最重要的空间科学设施，是我国迄今为止规模最大、指标最先进的新一代旗舰级空间天文望远镜，也将是未来十年国际最重要的空间天文观测仪器之一，被称为“中国哈勃”，精度与哈勃望远镜相当，但视场可达到哈勃望远镜的300倍。其科学研究工作涉及到暗物质、暗能量、宇宙学、星系起源与演化、恒星、太阳系和系外行星等天文学领域的前沿热点方向和重大科学问题。
　　国家天文台台长常进院士致辞
　　会议为亮点成果报告颁奖
　　会议合影
　　

2023-04-03
LAMOST发布光谱数据突破两千万解读宇宙再升级
2023年3月30日，中科院国家天文台对国内天文学家和国际合作者发布了LAMOST DR10 （ v1.0版本）数据集。该数据集包含光谱总数2229万余条，是目前国际上其它巡天望远镜发布光谱数之和的2.9倍。LAMOST成为世界上首个发布光谱数突破两千万的巡天项目。（ 1 ）天文学家利用LAMOST和欧空局盖亚卫星（ Gaia ）的巡天观测数据，获取了银河系迄今最为精确的25万恒星的年龄信息，从时间轴上清晰还原了银河系幼年和青少年时期的成长史，刷新了人们对银河系早期形成历史的认知。LAMOST第二期光谱巡天任务将于2023年6月结束，第三期光谱巡天计划于2023年9月开启。LAMOST将继续守望星空，记录和见证我国第一个天文重大科技基础设施的发展历程。
　　2023年3月30日，中科院国家天文台对国内天文学家和国际合作者发布了LAMOST DR10（v1.0版本）数据集。该数据集包含光谱总数2229万余条，是目前国际上其它巡天望远镜发布光谱数之和的2.9倍。LAMOST成为世界上首个发布光谱数突破两千万的巡天项目。
　　千万光谱再翻倍十年居世界之最
　　此次发布的DR10数据集是LAMOST于2011年10月至2022年6月观测获取的光谱数据，其中包含5923个低分辨率观测天区，1951个中分辨率观测天区。发布的2229万条光谱数据包括1181万条低分辨率光谱，1048万条中分辨率光谱，中低分辨率光谱均突破千万。此外，DR10发布数据中还包括一个约961万组的恒星光谱参数星表。LAMOST发布光谱数和恒星参数星表数量，连续十年稳居国际第一。
　　具体的数据信息如下：
　　
　　国家天文科学数据中心搭建了LAMOST DR10数据发布平台，科学用户可登录网站（http://www.lamost.org/dr10）进行数据查询和下载。
　　2009年，验收专家们在项目验收时曾指出LAMOST是中国科技领域自主创新的典范，它将使人类观测天体光谱的数目提高一个数量级至千万量级，使中国在该领域处于国际领先地位。2019年，LAMOST成为全球首个发布光谱总数超千万的巡天项目。四年时间，LAMOST获取的光谱数量再翻一倍。如今，LAMOST已经获取了两千万量级的光谱数据。在过去十年间，LAMOST开启并引领了国际大规模光谱巡天之路，成为国际上大型光学望远镜的经典之作。
　　
　　左图为LAMOST DR10的低分辨率天区覆盖图，右图为DR10的中分辨率天区覆盖图（袁海龙绘制）
　　解读宇宙再升级抢占科学制高点
　　LAMOST助力全球天文学家在银河系结构与形成演化、恒星物理的探究、特殊天体和致密天体的搜寻等方面均取得了一批刷新纪录、提高量级的重大突破性成果。
　　截止目前，来自中国、美国、德国、比利时、丹麦等国家和地区的194所科研机构和大学的1385位用户正在利用LAMOST数据开展研究工作，已发表高质量论文1200余篇，引用13000余次。近两年的科研成果呈现出井喷式增长态势，LAMOST年均发表论文数超过200篇，其中国外天文学家发表的科学论文占40%以上，彰显了LAMOST数据的国际影响力。LAMOST的科学产出已步入国际大型（6-10米）天文望远镜的先进行列。
　　（一）绘制银河的时空“画像”
　　LAMOST两千万量级的光谱数据构筑了“数字银河系”的根基，这对于绘制银河系的时空“画像”具有不可替代的科学意义。从“身高体重”到“样貌身材”再到“成长历史”，LAMOST助力天文学家多维度刻画银河系全貌。（1）天文学家利用LAMOST和欧空局盖亚卫星（Gaia）的巡天观测数据，获取了银河系迄今最为精确的25万恒星的年龄信息，从时间轴上清晰还原了银河系幼年和青少年时期的成长史，刷新了人们对银河系早期形成历史的认知。（2）天文学家精确测量出银河系质量约为5500亿倍太阳质量，相比国际其它团队测量的平均值（约1万亿倍太阳质量）缩小了近一半，精度提高了近一倍。（3）天文学家揭示了反银心方向上的子结构起源于银河系外盘，结束了天文界长期以来关于反银心子结构起源的争议。研究还发现银河系子结构可延伸至距离银心9.78万光年处，佐证了LAMOST发现银河系尺寸从“二环”扩建到“五环”的结论。
　　（二）破解恒星世界的谜团
　　恒星是研究天体物理最重要的探针，近年来，LAMOST在恒星物理的领域同样大放异彩。（1）天文学家首次观测到天体物理学中一个非常重要的基础理论——“恒星初始质量函数”，随着银河系演化历史和环境发生了显著变化。该发现挑战了恒星初始质量分布规律在宇宙各处都不变的经典理论。（2）国际团队在银河系内发现了一个目前宇宙中金属元素含量最低的球状星团遗迹，其中获取的7颗有光谱的成员星中，包含了一颗LAMOST观测的恒星，其金属元素含量约为太阳的1/2500，挑战了传统认知中球状星团的金属含量下限。
　　（三）推动“黑洞猎手计划”新发现
　　2019年，天文学家利用LAMOST巡天优势发现了一颗恒星级黑洞。近年来，LAMOST黑洞猎手计划取得多项新进展：（1）天文学家在距离地球约1037光年处发现了一颗宁静态中子星。（2）以色列天文学家用同样的方法也发现了一个包含宁静态中子星的双星系统。（3）天文学家发现了一个包含极低质量白矮星和致密天体的双星系统等。截止目前，LAMOST黑洞猎手计划已陆续发现了10余个包含致密天体候选体的双星系统。该系列工作为搜寻难以探测的宁静态中子星、黑洞等致密天体起到了实质性推动作用，为进一步研究致密天体的性质和形成理论奠定了基础。
　　（四）搜寻星海里的罕见“明星”
　　宇宙中各种各样的稀有天体如同星海中奇特又罕见的“明星”。搜寻宇宙中的稀有天体是非常有价值的工作。近年来，LAMOST发现的一批批稀有天体不断亮相。（1）天文学家一次性发现了九颗罕见的超富锂矮星，其中一颗的锂元素含量达到太阳的31倍，刷新了此类恒星的锂元素含量纪录。（2）天文学家发现了人类已知的锂元素含量最高的富锂巨星。（3）天文学家揭示富锂巨星的真身是红团簇星。（4）天文学家揭秘类太阳恒星氦闪后普遍可以产生锂元素。（5）天文学家发现了734颗极冷矮星，这是目前最大的极冷矮星样本。该发现展示了LAMOST在暗端的观测能力，证实了大口径光谱巡天望远镜研究极冷矮星的可能性。（6）天文学家构建了目前最大的、具有高度一致性的高分辨极贫金属星样本，对研究银河系形成和演化历史具有重要价值。（7）天文学家一次性发现591颗高速星，其中43颗是超高速星。这是历史上一次性捕获高速星最多的研究工作，将人类历时15年使用多个望远镜发现的高速星总量翻倍。
　　（五）捕获遥远宇宙的信息
　　天文学家利用LAMOST在捕获遥远宇宙信息方面也取得了一些重要进展：（1）类星体是宇宙中最明亮的持续发光天体，是研究遥远宇宙的重要探针。LAMOST证认的类星体总数达到56,176个，其中24,127个是LAMOST首次发现的。这使得LAMOST成为目前世界上发现类星体数目第二多的巡天项目。（2）天文学家发现了1547个致密星系，其中1417个为最新发现，包括大量绿豌豆星系、蓝莓星系及紫葡萄星系。这些星系中距离地球最远的达到90亿光年左右。这是迄今一次性发现致密星系数量最多的研究工作，为了解早期宇宙星系的形成与演化提供了新的视角。
　　展望
　　2023年初，LAMOST DR8光谱数据库已与美国斯隆数字巡天项目（SDSS）的 CasJobs数据系统完成了融合，这是继法国斯特拉斯堡天文数据中心（CDS）VizieR系统、欧洲空间局ESASky平台、德国虚拟天文台（GAVO）后，LAMOST光谱数据库又一次与国际顶级科学数据平台的合作，此举将显著拓宽LAMOST数据使用的深度和广度，进一步提升LAMOST的国际地位和影响力。
　　日升月恒，昭昭之宇。LAMOST第二期光谱巡天任务将于2023年6月结束，第三期光谱巡天计划于2023年9月开启。新征程，新目标，奋楫再出发。LAMOST将继续守望星空，记录和见证我国第一个天文重大科技基础设施的发展历程。
　　

2023-03-30
中国天眼FAST观测活跃重复快速射电暴系列研究成果入选2022年度中国科学十大进展
2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展， “ FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”入选。FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST监测另一活跃重复暴FRB20201124A ，获得了迄今为止最大的FRB偏振样本，并首次探测到FRB局域环境的磁场变化，发现了频率依赖的偏振振荡现象。针对FRB190520B 、 FRB20201124A为代表的活跃重复暴，李菂领导的团队，组织FAST和美国绿岸望远镜GBT的协同观测，揭示了描述FRB周边环境的单一参数即“ RM弥散” ，首次提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。
　　2023年3月17日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展，“FAST精细刻画活跃重复快速射电暴”入选。系列工作通过观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制，由中国科学院国家天文台、北京大学、之江实验室、中国科学院上海天文台相关科研团队完成。
　　快速射电暴（FRB）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象，起源未知，是天文领域重大热点前沿之一。中国科学院国家天文台李菂领导团队，利用FAST发现了世界首例持续活跃的快速射电暴FRB190520B，其环境电子密度远超其它源、为已知最大，FRB190520B的持续活跃有效推进了FRB多波段研究，成为深度刻画重复FRB现象的重要进展。FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队，利用FAST监测另一活跃重复暴FRB20201124A，获得了迄今为止最大的FRB偏振样本，并首次探测到FRB局域环境的磁场变化，发现了频率依赖的偏振振荡现象。针对FRB190520B、FRB20201124A为代表的活跃重复暴，李菂领导的团队，组织FAST和美国绿岸望远镜GBT的协同观测，揭示了描述FRB周边环境的单一参数即“RM弥散”，首次提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。上述系列工作精细刻画了重复快速射电暴及其环境，为揭示其起源奠定观测基础。
　　“中国科学十大进展”旨在宣传我国重大基础研究科学进展，遴选程序分为推荐、初选和终选3个环节。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知名专家学者对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。
　　

2023-03-17
国内首次实现9k×9k全帧转移CCD天文观测
在载人航天工程项目支持下，国家天文台宇宙大尺度结构与巡天研究团组成功研制9k × 9k全帧转移CCD天文相机，于2023年2月12日至17日联合CSST科学数据处理系统共同在兴隆观测基地80cm望远镜上开展了试观测。？？？图1 ： NGC3631 （进口CCD拍摄）：左为全画面，右为星系局部放大？图2 ： M38疏散星团（国产CCD拍摄）？？图3 ：安装了9k × 9k CCD相机的兴隆站80cm望远镜（左）和相机研制人员合影（右）？.
　　在载人航天工程项目支持下，国家天文台宇宙大尺度结构与巡天研究团组成功研制9k×9k全帧转移CCD天文相机，于2023年2月12日至17日联合CSST科学数据处理系统共同在兴隆观测基地80cm望远镜上开展了试观测。这是国内首次基于9k×9k全帧转移CCD的天文观测，使用了国产CCD和进口CCD。
　　通过本次观测，团队获得了若干标准星、星团和星系的g波段图像以及相应的本底、暗场和天空平场。图 1展示了进口CCD观测的NGC3631图像。受望远镜视场和滤光片尺寸限制，实际只使用了靶面中心区域。图 2展示了M38疏散星团的g波段图像，为国产CCD拍摄。
　　本次观测验证了我台自研的多通道、大靶面CCD相机的性能，同时也为CSST科学数据处理系统提供了实测数据，将为后续相机和国产CCD的改进提供依据。
　　
　　图1：NGC3631（进口CCD拍摄）：左为全画面，右为星系局部放大
　　
　　图2：M38疏散星团（国产CCD拍摄）
　　
　　图3：安装了9k×9k CCD相机的兴隆站80cm望远镜（左）和相机研制人员合影（右）

2023-03-13
我国天文学家的新发现挑战“恒星初始质量分布规律不变”经典理论
北京时间2023年1月19日凌晨，国际学术期刊《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘超研究员带领的研究团队的一项重大成果。发挥我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（ LAMOST ）超大光谱数据样本优势，结合欧洲空间局盖亚（ Gaia ）卫星数据，研究团队发现天体物理学中一个非常重要的基础理论“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化。广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恒星，同一恒星形成区会批量形成许多不同质量的新生恒星。恒星初始质量分布规律，天文学上通常称为恒星初始质量函数，它描述了一群恒星在刚刚诞生时，不同质量的恒星所占的比例。
　　北京时间2023年1月19日凌晨，国际学术期刊《自然》杂志发表了中国科学院国家天文台刘超研究员带领的研究团队的一项重大成果。发挥我国重大科技基础设施郭守敬望远镜（LAMOST）超大光谱数据样本优势，结合欧洲空间局盖亚（Gaia）卫星数据，研究团队发现天体物理学中一个非常重要的基础理论“恒星初始质量分布规律”会随着恒星金属元素含量和年龄发生显著变化，挑战了恒星初始质量分布规律不变的经典理论，刷新了人类对这一基本概念的认知，这将对天体物理多个领域的研究产生深远影响。论文合作者还包括北京师范大学天文和天体物理前沿科学研究所、南京大学、紫金山天文台等单位的研究人员。
　　广袤宇宙的千亿星系中无时无刻不在诞生着新的恒星，同一恒星形成区会批量形成许多不同质量的新生恒星。恒星初始质量分布规律，天文学上通常称为恒星初始质量函数，它描述了一群恒星在刚刚诞生时，不同质量的恒星所占的比例。论文第一作者、国家天文台博士研究生李佳东解释说：“在整个天体物理研究中，恒星初始质量函数是现代天文学中一个非常基础的物理概念，对许多关键天体物理学问题的研究起到至关重要的作用。”
　　半个多世纪以来，天文学家通常认为恒星初始质量函数在宇宙各处及各个演化阶段是普适不变的，并作为基本假设在星系形成与演化、星团结构和演化、双星演化，甚至太阳系外行星以及引力波等诸多天体物理研究领域广泛应用，几乎成为天体物理教科书中的“经典假设”。但是近年来，天文学家通过各种新的观测，发现恒星初始质量函数很有可能不是普适不变的。论文合作者、南京大学天文系教授张智昱说：“一些迹象显示，在恒星形成活跃的环境中大质量恒星的比例更高，这意味着恒星初始质量函数可能不是普适的。” 恒星初始质量函数在宇宙各处是否变化成为困扰天文学家的重要问题，需要在银河系中找到更为直接有力的观测证据。
　　近年来LAMOST、Gaia等国内外大型天文设施投入观测运行，获得了海量观测数据，助力我国天文学家发现了恒星初始质量函数变化的直接证据。研究团队发挥LAMOST大样本光谱数据优势，筛选出目前最精细的9万多颗太阳邻域的恒星样本，并获取了每颗恒星的金属元素含量和质量。结合Gaia卫星的观测数据，研究人员首次通过最直观的恒星计数法（数星星），对具有不同金属元素含量和年龄的恒星进行统计，从观测角度直接获取了几乎不依赖于任何模型的恒星初始质量函数。
　　
　　变化的恒星初始质量函数的艺术展示图。宇宙诞生之初（围绕中心明亮部分的内环）质量较大的恒星（浅黄色的圆盘）更多；而在较年轻的星族中（外环），质量较小的恒星（红色的小圆盘）则显著增加。图中右下角展示了完成这一观测的郭守敬望远镜（LAMOST）外观。
　　研究团队发现，首次清晰观测到年轻的小质量恒星数量比例明显高于年老的恒星。此外他们还发现，金属含量越高的恒星家族中小质量恒星数量比例也越多（图2）。这是天文学家首次如此清晰地观测到恒星初始质量分布规律随着恒星金属元素含量和年龄发生了显著变化，直接导致恒星初始质量分布规律在宇宙中普适不变的基本假设不再成立，终结了一直以来天文界关于恒星初始质量分布规律是否变化的争议。
　　
　　图中横坐标显示了恒星星族的金属元素含量（金属丰度），数值越大金属丰度越高。纵坐标显示了恒星初始质量函数的形状，α数值越大表示质量较小的恒星比例越高。红色圆点显示了年老星族α值比较小，即质量较小恒星的比例低；蓝色三角形显示较年轻恒星随着金属丰度变高，α值也增加，即质量较小恒星的比例增加。
　　这一突破性成果将对天体物理学多个领域的研究产生影响。无论是测量宇宙不同阶段星系中暗物质和重子物质质量、构建星系化学演化，还是理解恒星形成过程、分析双星演化的物理机制、探测太阳系外行星，甚至包括研究恒星级引力波事件等一系列天体物理学前沿问题的研究，都将因恒星初始质量函数的变化而受到挑战。论文通讯作者刘超研究员解释：“这如同是一把会随着环境变化的‘尺子’，不能用同一把‘尺子’丈量宇宙的不同地方。在宇宙不同地方天文学家需要更换合适的‘尺子’才能得到正确的测量结果。例如，使用银河系目前的‘尺子’就无法测量早期的宇宙。”此外，论文合作者、中国科学院紫金山天文台符晓婷副研究员补充道：“如此复杂变化的恒星初始质量函数对恒星形成理论也提出了严峻的挑战”。
　　恒星初始质量函数领域的国际权威，德国波恩大学教授帕弗尔·库鲁帕（Pavel Kroupa）评价该成果：“这项研究基于大样本观测获取的高质量数据，揭示了银河系中恒星初始质量函数与银河系演化历史和环境相关。这对于深入理解银河系中不同环境不同时间恒星形成的性质非常重要。”
　　这一原创性成果是我国重大科技基础设施LAMOST在前沿基础研究取得的又一项突破性进展。未来，我国将发射中国空间站工程巡天望远镜（CSST），将助力天文学家在银河系更深远区域及近邻星系中进一步验证这一重大发现，为更深入理解恒星初始质量函数和恒星形成的物理过程提供更加丰富的观测数据。
　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05488-1。
　　

2023-01-19
国家天文台主持或参与2项成果入选两院院士评选2022年度“中国十大科技进展新闻”
由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“ 2022年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻”于2023年1月12日在京揭晓。？依托中国天眼FAST ，围绕“观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制” 、 “精细描绘河内河外中性氢辐射特征” 2个主题的5项系列工作，在“ 2022年中国十大科技进展新闻”评选中拔得头筹（中国天眼FAST取得系列重要进展）。
　　由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“2022年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻”于2023年1月12日在京揭晓。
　　依托中国天眼FAST，围绕“观测活跃重复暴探究快速射电暴的机制”、“精细描绘河内河外中性氢辐射特征”2个主题的5项系列工作，在“2022年中国十大科技进展新闻”评选中拔得头筹（中国天眼FAST取得系列重要进展）。
　　“2022年中国十大科技进展新闻”另1项入选成果“‘夸父一号’发射成功，并发布首批科学图像”中，国家天文台作为“夸父一号”三台载荷之一“全日面矢量磁像仪（FMG）”牵头研制单位，做出重要贡献。
　　另外，一同揭晓的2022年度“世界十大科技进展新闻”中，“银河系中心黑洞的首张照片面世”、“人类首次成功改变小行星轨道”、“詹姆斯·韦布空间望远镜顺利入轨首次传回照片”等3项天文前沿与相关应用成果入选。这充分说明天文学是自然科学最前沿学科之一，其发展水平体现国家综合科技实力。
　　《两院院士评选“2022年中国/世界十大科技进展新闻”揭晓》报道链接：https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/1/492395.shtm。

2023-01-12

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