夜幕下的冷湖鎮，星空璀璨，銀河迢迢。高度10米、重達50噸的望遠鏡圓頂緩慢開啟，望向宇宙深處。9月17日，試運行一個(ge) 月的墨子巡天望遠鏡正式啟用，並交出第一份“作業(ye) ”——仙女座星係和其外圍區域多色圖像。北半球最強“星空攝影師”正式開啟工作模式。

墨子巡天望遠鏡 中國科學技術大學供圖

墨子巡天望遠鏡首光獲取的仙女座星係圖片 中國科學技術大學供圖

寰宇尋真

“仙女座星係是離銀河係最近的大星係，距離地球約254萬(wan) 光年，相對其他星係要亮很多，在地球上更容易觀測。”北京大學天文學係主任吳學兵告訴科普時報記者，這應該是墨子巡天望遠鏡選擇首拍仙女座星係的一個(ge) 主要原因。

然而，仙女座星係對地球的張角範圍有3—5度大，在地球上用望遠鏡觀測它的全貌並非易事。“如果望遠鏡視場很小，就無法觀測到仙女座星係的全部。”吳學兵說。

恰好，墨子巡天望遠鏡的本領是“北半球最強”。它是一座主鏡口徑為(wei) 2.5米的大視場巡天望遠鏡，采用國際先進的主焦光學係統設計和主鏡主動光學矯正技術，可實現3度視場範圍內(nei) 均勻高像質和極低像場畸變成像。它還配備7.65億(yi) 像素大靶麵主焦相機，具備大視場、高像質、寬波段的特點。

“我們(men) 用30秒拍攝的一幅圖像的大小為(wei) 1.76GB，相當於(yu) 一部高清電影，一晚上可以獲得1.6T的數據。” 中國科學院紫金山天文台研究員鄭憲忠介紹說。

“選擇拍攝仙女座星係可以檢驗墨子巡天望遠鏡的大視場觀測能力，這對於(yu) 未來進行北半球天區夜空的高效巡天觀測研究是非常重要的。”吳學兵分析稱，仙女座星係是一個(ge) 典型的大星係，對它的觀測可以讓我們(men) 了解比其他遙遠星係更細致的星係結構，加深對星係形成與(yu) 演化過程的理解。

時域巡天

墨子巡天望遠鏡的科學目標之一就是大規模時域巡天。

“時域巡天是指每隔一段時間，對可觀測到天區的天體(ti) 進行一次普查觀測。不斷重複普查，就可以獲得天區內(nei) 每個(ge) 天體(ti) 的觀測特性（如亮度等）是如何隨時間而變化的。”吳學兵說。

據了解，墨子巡天望遠鏡的鏡筒比較長，靈敏度相對更高。一晚上可以采集近6000平方度天區的圖像，是北半球巡天能力最強的巡天觀測設備。

墨子巡天望遠鏡是一個(ge) 廣域巡天望遠鏡，日積月累“工作”後，就可為(wei) 科研人員提供長時間時域巡天數據，用於(yu) 研究數億(yi) 天體(ti) 的變化以及發現新的天體(ti) 爆發現象。“通過時域巡天還可以發現很多特殊的天體(ti) ，進一步幫助其他精測型望遠鏡進行細致的光譜觀測研究。”吳學兵補充說。

通俗來說，墨子巡天望遠鏡可以“盯著”一塊天區，進行多次曝光拍照監測，圖像疊加後能探測到更遠、更暗的星體(ti) ，並對這些星體(ti) 的空間分布和組成進行精細刻畫。

九天“旅拍”

與(yu) 射電望遠鏡中國天眼（FAST）不同，墨子巡天望遠鏡是光學望遠鏡，工作在可見光波段。與(yu) 同屬於(yu) 光學望遠鏡的郭守敬望遠鏡（LAMOST）也不同，墨子巡天望遠鏡是一台隻能拍攝二維照片的大視場光學望遠鏡，它不能用於(yu) 拍攝天體(ti) 的光譜（即天體(ti) 發光強度隨波長的變化）。

未來，我國還將發射首個(ge) 大型巡天空間望遠鏡（CSST）。雖然二者都是以拍攝光學波段二維照片為(wei) 主的大視場光學望遠鏡，但還是有諸多不同之處。

“比如，墨子巡天望遠鏡是地麵望遠鏡，隻能拍光學波段（5個(ge) 濾光片）的二維照片；CSST是空間望遠鏡，除光學波段外，還能拍攝紫外波段的照片，波段覆蓋範圍更寬（7個(ge) 濾光片）。”吳學兵稱，除拍攝二維照片外，CSST還有拍攝17500平方度巡天天區天體(ti) 低分辨率光譜的計劃。墨子巡天望遠鏡對天體(ti) 的時域巡天數據或將提供給CSST，由CSST對天體(ti) 進行光譜觀測，這將對科學家全麵了解更多天體(ti) 的物理本質提供幫助。

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