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出品：科普中國

作者：穿越星空團隊

監製：中國科普博覽

說到觀測宇宙，少不了天文望遠鏡的幫助。說到天文望遠鏡，不得不提的是這個(ge) “觀天神器”——LAMOST。最近，LAMOST又因首次打破光譜數兩(liang) 千萬(wan) ，活躍於(yu) 大家的視野裏。

那麽(me) LAMOST，這個(ge) 天文望遠鏡屆的“實力派”到底是什麽(me) ？它又是怎麽(me) 發揮宇宙“星探”的作用的？

視場大 口徑也要大

郭守敬望遠鏡（LAMOST，大天區麵積多目標光纖光譜天文望遠鏡）是一架新類型的大視場兼備大口徑望遠鏡。

作為(wei) 國家重大科學工程，LAMOST於(yu) 2001年9月開工，2008年10月落成，2009年4月通過了中國科學院組織的工藝鑒定和建安、財務、設備、檔案四個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 組的驗收，並於(yu) 2009年6月4日圓滿通過了國家發展和改革委員會(hui) 主持的國家驗收。

LAMOST的建成，突破了天文望遠鏡大視場與(yu) 大口徑難以兼得難題，成為(wei) 目前國際上口徑最大的大視場望遠鏡，是我國光學望遠鏡研製的又一裏程碑，顯著提高了我國在大視場多目標光纖光譜觀測設備領域的自主創新能力。

千萬(wan) 光譜再翻倍 十年居世界之最

在過去十年間，LAMOST開啟並引領了國際大規模光譜巡天之路，成為(wei) 國際上大型光學望遠鏡的經典之作。

2009年，驗收專(zhuan) 家們(men) 在項目驗收時曾指出LAMOST是中國科技領域自主創新的典範，它將使人類觀測天體(ti) 光譜的數目提高一個(ge) 數量級至千萬(wan) 量級，使中國在該領域處於(yu) 國際領先地位。

2019年，LAMOST成為(wei) 全球首個(ge) 發布光譜總數超千萬(wan) 的巡天項目。

四年時間，LAMOST獲取的光譜數量再翻一倍。2023年3月30日，中科院國家天文台對國內(nei) 天文學家和國際合作者發布了LAMOST DR10（v1.0版本）數據集。該數據集包含光譜總數2229萬(wan) 餘(yu) 條，是目前國際上其它巡天望遠鏡發布光譜數之和的2.9倍。LAMOST成為(wei) 世界上首個(ge) 發布光譜數突破兩(liang) 千萬(wan) 的巡天項目。

解讀宇宙再升級 搶占科學製高點

LAMOST助力全球天文學家在銀河係結構與(yu) 形成演化、恒星物理的探究、特殊天體(ti) 和致密天體(ti) 的搜尋等方麵均取得了一批刷新紀錄、提高量級的重大突破性成果。

（一）繪製銀河的時空“畫像”

自古以來，這條橫亙(gen) 天際的銀河，引起了人們(men) 無盡的想象和勇往直前的探索。LAMOST兩(liang) 千萬(wan) 量級的光譜數據構築了“數字銀河係”的根基，這對於(yu) 繪製銀河係的時空“畫像”具有不可替代的科學意義(yi) 。從(cong) “身高體(ti) 重”到“樣貌身材”再到“成長曆史”，LAMOST助力天文學家多維度刻畫銀河係全貌。

2021年，天文學家利用LAMOST和Gaia數據，揭示了銀河係中反銀心方向上的子結構（恒星聚集的團塊）起源於(yu) 銀河係外盤，而並非銀河係吸積的矮星係遺跡。該結論結束了天文界長期以來關(guan) 於(yu) 反銀心子結構起源的爭(zheng) 議。

2022年3月24日，《自然》封麵文章發布了一項中外天文學家的研究成果。研究人員利用LAMOST和歐空局蓋亞(ya) 衛星（Gaia）的巡天觀測數據，獲取了銀河係迄今最為(wei) 精確的25萬(wan) 恒星的年齡信息，從(cong) 時間軸上清晰還原了銀河係幼年和青少年時期的成長史。

銀河早期形成和演化示意圖：138億(yi) 年前宇宙大爆炸，130億(yi) 年前銀河係厚盤開始形成，110億(yi) 年前銀暈形成，80億(yi) 前至今銀河薄盤形成

（圖片來源：喻京川）

2022年，科研人員依托LAMOST數據精確測量出銀河係質量約為(wei) 5500億(yi) 倍太陽質量，相比國際其它團隊測量的平均值（約1萬(wan) 億(yi) 倍太陽質量）縮小了近一半，精度提高了近一倍。這意味著銀河係的“身材”可能比傳(chuan) 統認知的還要 “苗條”一半。

LAMOST 以一個(ge) 個(ge) 嶄新的科學發現，重新繪製了銀河係的時空“畫像”。

LAMOST與(yu) 銀河

（圖片來源：國家天文台）

（二）破解恒星世界的謎團

恒星是研究天體(ti) 物理最重要的探針，追溯恒星生命曆程中的故事一直是天文學家研究的前沿熱點問題。近年來，LAMOST在恒星物理的領域同樣大放異彩。

2023年初，研究人員在《自然》上發表了一項利用LAMOST數據的重要成果：首次觀測到天體(ti) 物理學中一個(ge) 非常重要的基礎理論——“恒星初始質量函數”，隨著銀河係演化曆史和環境發生了顯著變化。

（三）推動“黑洞獵手計劃”新發現

2022年，國際學術期刊《自然﹒天文》發表了LAMOST黑洞獵手計劃的一項重要發現。基於(yu) LAMOST時域巡天數據，研究團隊在距離地球約1037光年處發現了一顆寧靜態中子星。這是繼2019年證認了一顆寧靜態恒星級黑洞之後，LAMOST黑洞獵手計劃在致密天體(ti) 搜尋領域取得的又一項重要成果。

LAMOST發現寧靜態中子星示意圖

（圖片來源：喻京川）

LAMOST大規模巡天的優(you) 勢使得天文學家可以利用視向速度監測方法來發現寧靜態的黑洞、中子星等致密天體(ti) ，打破了依賴X射線搜尋致密天體(ti) 的觀測限製。

（四）搜尋星海裏的罕見“明星”

搜尋稀有天體(ti) 是非常有價(jia) 值的工作，但因為(wei) 稀有而異常困難。若沒有大樣本的數據“海洋”，幾乎不可能實現“大海撈針”般的搜尋工作。近年來，LAMOST星海弄潮，珍貝滿目。一批批特殊天體(ti) 不斷亮相，成為(wei) 解讀宇宙奧秘的珍貴 “密碼”。

2022年，發揮LAMOST巡天優(you) 勢，天文學家一次性發現了九顆罕見的超富鋰矮星，其中一顆超富鋰矮星的鋰元素含量達到太陽的31倍，刷新了此類恒星的鋰元素含量紀錄。

2022年，我國研究團隊在LAMOST光譜數據中發現了734顆極冷矮星，這是目前最大的、具有均一光譜數據的極冷矮星樣本。

（五）捕獲遙遠宇宙的信息

類星體(ti) 是宇宙中最明亮的持續發光的天體(ti) ，是研究遙遠宇宙的重要探針。截止目前， LAMOST證認的類星體(ti) 總數達到56,176個(ge) ，其中24,127個(ge) 是LAMOST首次發現的。

2022年，天文學家在LAMOST海量光譜中發現了1547個(ge) 致密星係，其中1417個(ge) 為(wei) 最新發現的，包括大量綠豌豆星係、藍莓星係及紫葡萄星係。

這些星係中距離地球最遠的達到90億(yi) 光年左右。這是迄今一次性發現致密星係數量最多的研究工作。在這之前，最大的具有光譜信息的致密星係樣本僅(jin) 約800個(ge) 成員。這些致密星係為(wei) 了解早期宇宙星係的形成與(yu) 演化提供了新的視角。

從(cong) 左到右依次是綠豌豆星係、藍莓星係和紫葡萄星係

（圖片來源：國家天文台）

十年巡天 遍覽星河——LAMOST未來展望

日升月恒，昭昭之宇。第二期光譜巡天任務將於(yu) 2023年6月結束，第三期光譜巡天計劃於(yu) 2023年9月開啟。

新征程，新目標，奮楫再出發。LAMOST將繼續守望星空，記錄和見證我國第一個(ge) 天文重大科技基礎設施的發展曆程。

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