“星空攝影師”暗夜探宇宙

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墨子巡天望遠鏡。新華社發(fā)

墨子巡天望遠鏡首光獲取的仙女座星系圖片?！⌒氯A社發(fā)

　　近日，中國科學院紫金山天文臺、中國科學技術大學天文與空間科學學院發(fā)布消息稱，墨子巡天望遠鏡新發(fā)現(xiàn)的兩顆近地小行星——2023 WX1和2023 WB2近日得到國際小行星中心確認，這是墨子巡天望遠鏡發(fā)現(xiàn)的首批近地小行星。

　　作為北半球光學時域巡天能力最強的設備，自今年9月17日正式投入使用以來，墨子巡天望遠鏡展現(xiàn)出強大的巡天能力，為太陽系小天體特別是近地天體的搜尋與監(jiān)測研究奠定了基礎。

　　強大能力幫助“尋星”

　　據(jù)了解，墨子巡天望遠鏡發(fā)現(xiàn)的兩顆近地小行星均于11月18日首次觀測到，其中小行星2023 WX1與地球的最小軌道交會距離為0.0416天文單位，預估直徑約170米，是一顆潛在威脅小行星（PHA）。

　　目前，人類已發(fā)現(xiàn)的小行星超過100萬顆，絕大部分位于火星和木星之間，還有一部分軌道接近地球，稱為近地小行星，目前已發(fā)現(xiàn)2.7萬多顆。

　　墨子巡天望遠鏡為何要尋找近地小行星？專家介紹，發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測小行星，最直接的目的是“保護家園”，避免近地小行星撞擊地球。除此之外，通過對小行星的發(fā)現(xiàn)，還能夠開發(fā)利用小行星資源，進一步展開科學研究。

　　中國探月工程總設計師、中國工程院院士吳偉仁表示，中國深空探測在未來15年將開展首次近地小行星防御任務。針對近地小行星撞擊地球這一極小概率、極大危害事件，將對一顆數(shù)千萬公里的小行星實施動能撞擊，使其改變運行軌道，并在軌開展撞擊效果評估，實現(xiàn)“撞得準，推得動，測得出，說得清”。

　　強大的巡天能力，是墨子巡天望遠鏡能夠發(fā)現(xiàn)近地小行星的重要原因。所謂“巡天”，是指對所有可觀測的天區(qū)分塊逐個進行觀測。墨子巡天望遠鏡能夠?qū)μ炜者M行重復掃描觀測，獲得大量圖像觀測數(shù)據(jù)，通過對比圖像，探測在天球上移動的太陽系天體，并能發(fā)現(xiàn)亮度變化的天體和類似超新星這樣的爆發(fā)事件。

　　今年9月，由墨子巡天望遠鏡拍攝的仙女座星系圖片正式發(fā)布，這張照片由墨子巡天望遠鏡通過每次30秒共計150次曝光所得到的150張照片疊加合成，揭示了仙女座星系及其周圍天體的明亮至暗弱星光分布特征，可用于細致刻畫星系內(nèi)部及星系間相互作用的動力學過程。

　　更多創(chuàng)新成果“在路上”

　　太陽系天體普查是墨子巡天望遠鏡的主要科學目標之一，墨子巡天望遠鏡在首光后開展了太陽系小天體的測試巡天觀測。目前，中國科學院紫金山天文臺行星科學與深空探測研究部主任、中國科學技術大學天文與空間科學學院博士生導師趙海斌領導的墨子巡天望遠鏡太陽系天體研究團隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一批新的主帶小行星，并實現(xiàn)了多顆近地小行星的重新確認，還有一批近地小行星候選體等待后隨跟蹤確認。

　　墨子巡天望遠鏡的本領不只為星空“拍照”。墨子巡天望遠鏡的口徑達2.5米，采用國際先進的主焦光學系統(tǒng)設計和主鏡主動光學矯正技術，可實現(xiàn)3度視場范圍內(nèi)均勻高像質(zhì)和極低像場畸變成像，同時配備7.65億像素大靶面主焦相機，具備大視場、高像質(zhì)、寬波段的特點，能夠每3個晚上巡測整個北天球一次。

　　通過巡天數(shù)據(jù)疊加，墨子巡天望遠鏡的觀測成果可以提供北天球最深高精度、大天區(qū)、多色測光和位置星表，在未來數(shù)10年內(nèi)可用于宇宙中各類天體的證認和系統(tǒng)研究。

　　這意味著，墨子巡天望遠鏡有望在諸多領域取得突破性原始創(chuàng)新成果，包括高能時域天文（如引力波事件電磁對應體等）、太陽系天體普查（如尋找第九大行星）、銀河系結(jié)構(gòu)和近場宇宙學（如暗物質(zhì)本質(zhì)）等。

　　天地一體共同“巡天”

　　目前，全球范圍內(nèi)已有眾多時域巡天項目，但這些項目使用的望遠鏡口徑大多都在米或是亞米級別。墨子巡天望遠鏡的主鏡口徑更大，相同曝光時間下具有更高的靈敏度，這不僅使它夠探測到更暗弱的動態(tài)事件，也有利于其更早地捕捉到動態(tài)事件，研究動態(tài)事件的早期變化，及時開展后隨觀測。

　　墨子巡天望遠鏡坐落于青海省海西蒙古族藏族自治州茫崖市冷湖鎮(zhèn)賽什騰山，海拔4200米左右。這里觀測條件好，光污染極低，視寧度（望遠鏡顯示圖像的清晰度）中值為0.75角秒，與國際**臺址同期數(shù)據(jù)大致相同，是可以媲美智利北部山區(qū)、南極內(nèi)陸冰穹地區(qū)的**光學觀測基地。

　　據(jù)了解，除了墨子巡天望遠鏡，中國科學院國家天文臺用于太陽磁場精確測量的中紅外觀測系統(tǒng)AIMS望遠鏡、南京大學時域天文臺TIDO等望遠鏡也將相繼在這里落戶。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師、中國科學技術大學教授孔旭介紹，墨子巡天望遠鏡憑借其強大的光學時域天文觀測能力，可與中國地面的大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡（郭守敬望遠鏡）、500米口徑球面射電望遠鏡（“中國天眼”）、高海拔宇宙線觀測站（“拉索”）等大型設備和其他中小口徑望遠鏡開展多波段協(xié)同觀測。未來幾年，隨著中國新一代空間天文觀測設施陸續(xù)發(fā)射升空，墨子巡天望遠鏡將與這些設施實現(xiàn)“天地一體化多波段巡天”的網(wǎng)絡搭建。

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　　同時，墨子巡天望遠鏡可與預期在2025年投入使用、位于南半球的薇拉·魯賓天文臺大型綜合巡天望遠鏡（VRO/LSST）在天區(qū)覆蓋上互補，實現(xiàn)全天時域監(jiān)測。（記者 劉 峣）