天文望远镜是人类得以一窥深邃宇宙的 “眼睛” ,因而常被称作 “苍穹之眼” 。每一次透过它的观测,都是与未知的一次亲密接触,是对广袤星空的一次深情凝望。我们熟知的天文望远镜根据观测波段和手段的不同,可以分为光学望远镜、射电望远镜、空间望远镜等不同的种类,不同种类的望远镜在观测天体时有其各自的优势。
中国目前最大的光学望远镜是郭守敬望远镜(LAMOST),于2008年正式落成国家天文台兴隆观测基地并投入观测,望远镜结构十分独特,2021年以前一直是国际上光谱获取率最高的望远镜(目前位居第二),一次观测可以同时获得4000颗天体的光谱。
它是由反射施密特改正板Ma(大小为5.72米×4.40米,24块对角线长1.1米,厚度为25毫米的六角形平面子镜组成)、球面主镜Mb(大小为6.67米×6.05米,37块对角线长为1.1米,厚度为75毫米的六角形球面子镜组成)和焦面构成。球面主镜及焦面固定在地基上,反射施密特改正板跟踪天体的运动,望远镜在天体经过中天前后时进行观测。天体的光经Ma反射到Mb,再经Mb反射后成像在焦面上。焦面上放置的光纤,将天体的光分别传输到光谱仪的狭缝上,然后通过光谱仪后的CCD探测器同时获得大量天体的光谱。
LAMOST结构图 【参考图来源:中国大百科全书《大面积多目标馆光纤光谱天文望远镜》赵永恒 崔向群】
目前,我国利用LAMOST光谱数据已经在银河系结构与演化、恒星物理研究、特殊天体搜寻等重要前沿领域取得了一系列有影响力的研究成果,推动人类对宇宙的进一步认识。
提到天文望远镜,不得不说的就是被誉为“中国天眼”的FAST。500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST),位于中国贵州省黔南布依族苗族自治州境内,是中国国家 “十一五” 重大科技基础设施建设项目。
截至2024年4月17日,500米口径球面射电望远镜(FAST)已发现超900颗新脉冲星,其中FAST优先和重大项目之一的银道面脉冲星巡天项目发现了650余颗脉冲星。900余颗脉冲星中至少包括120颗双星脉冲星、170颗毫秒脉冲星、80颗暗弱的偶发脉冲星,这些发现极大拓展了人类观察宇宙视野的极限。
太空望远镜又称空间望远镜,是天文观测的重要工具,它们被送入太空以克服地球大气层的干扰,提供更高质量的观测数据。
哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope,缩写为HST),是以美国天文学家哈勃为名,由美国宇航局研制的在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处,影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器。他填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。
Hubble Space Telescope哈勃太空望远镜【来源:NASA】
除了哈勃太空望远镜,还有很多著名的太空望远镜,如:詹姆斯韦伯太空望远镜,它是哈勃的继任者,将成为下一代空间天文台。它工作在红外波段,能够观测到哈勃无法看到的宇宙深处的天体。斯皮策太空望远镜:是人类送入太空的最大的红外望远镜,用于观测热红外辐射,提供了放置在地面上的光学望远镜无法收集到的信息。
James Webb Space Telescope詹姆斯·韦伯太空望远镜【来源:NASA】
这些“苍穹之眼”,引领着我们冲破时空的束缚,去探索宇宙无尽的未知之谜。它们不仅拓展了我们对宇宙的认知,更激发了我们对未知世界的无限遐想和渴望。在它们的助力之下,我们在向着星辰大海的征途中不断前行,一步步揭开宇宙的神秘面纱。