关于我国未来天文大设备的一点战略思考

本文回顾了近年来国际上天文大设备的现状和发展态势,简要叙述了国内目前天文观测设备的现状,并指出一批重要观测设备的建成标志着我国初步形成了天文学研究的实测基础.一个突出的例子是由我国天文学家自主创新的郭守敬望远镜LAMOST.这是一架新型光谱巡天型望远镜,它的建成标志着我国大型天文光学望远镜技术的突破.正在建设的500m口径球面射电望远镜(FAST)是目前世界上最大的单天线望远镜,它的建成将使我国射电天文研究走到世界前列.本文还介绍了一些已经提出的天文地面和空间大设备计划,并对我国未来天文大设备的发展进行了一点战略思考,提出了一些个人的建议.     

大型全可动射电望远镜关键技术研究专辑·编者按

<正>射电天文学诞生的近一百年来在天文领域取得了诸多载入科学史册的成就,突出代表是现代天文学"四大发现"——类星体、脉冲星、星际分子、宇宙微波背景辐射. 21世纪,暗物质、暗能量、黑洞、宇宙起源、天体起源、生命起源等前沿研究方面仍存在着亟待解决的重大科学问题.天文学已经进入全电磁波观测时代.随着引力波观测窗口的打开,射电天文在引力波探测、引力波天体物理等方面扮演着至关重要的角色,国内外对建设大型射电天文望远镜充满期待.为了展示并总结我国110 m口径全向可动射电望远镜(QTT)的最新成果,我们特别组织"大型全可动射电望远     

暗能量的射电探测——天籁计划简介

宇宙中的中性氢原子产生波长为21cm的辐射,其强度在大尺度上正比于物质密度.通过射电观测这一辐射,可以获得宇宙中物质分布的大尺度结构.利用大尺度结构功率谱中的重子声波振荡信号作为标准尺,可以进行高精度的宇宙学测量,确定暗能量状态方程参数w,这提供了一种重要的暗能量观测手段.我国在射电天文及相关技术方面有一定基础,且国内即有电磁环境良好的站址,有很好的条件开展这方面的研究.如能及时着手,有可能在这一领域中取得领先,并在暗能量研究中取得突破.本文介绍了通过21cm巡天对暗能量进行观测的方法,并讨论了天籁计划具体实验设想.     

纪念元大都天文台建立730周年暨“天文仪器与天文学发展”专刊后记

2009年是"元大都天文台"建台730周年,又值我国最先进的望远镜LAMOST建成,我国天文学界决定以"郭守敬"冠名LAMOST.为纪念和庆祝这两个具有历史意义的天文学事件,2009年11月7-8日在中国科学院国家天文台召开了主题为"天文仪器与天文学发展"的国际学术研讨会. 此次会议由中国古天文联合研究中心主办,得到了中国科学院国家天文台、中国科学院自然科学史研究所、北京天文馆的大力支持.会议邀请了30多位国内外天文学史家和天文学家参加,其中6位来自国外. 报告的论文以大都天文台和郭守敬的天文学成就为中心,探讨了天文学发展史的多个方面,尤其是中国天文仪器史,涉及古天文遗址研究、天文台和天文仪器、天文观测、天文历法、天文仪器与当代天文学等专题.     

2.5 m大视场高分辨率望远镜

为了显著提升我国太阳物理研究水平、满足国家对空间天气监测和预报的重大战略需求,同时兼顾夜间时域天文学观测的需要,我们建议研制一架2.5 m大视场高分辨率望远镜(WeHiT).它将是世界上首架既做白天高分辨率太阳观测又做夜间大视场巡天观测、具有重大创新设计的特殊望远镜.它的科学目标覆盖了太阳物理、时域天文学、星系物理和太阳系外行星物理等天文领域的前沿热门课题,可为我国、特别是高校的天文学家提供一流的观测资料.特别是,作为全世界最大的轴对称太阳望远镜,具有比所有大型太阳望远镜更大的视场,可提供前所未有的太阳活动区高分辨率资料,在太阳活动区和太阳爆发现象(特别是耀斑和日冕物质抛射)的研究中有望取得突破性成果,并为我国空间天气学研究提供宝贵资料;作为中国时区的大口径、大视场望远镜,对于持续严密监控超新星、伽玛暴和大质量双黑洞等时变天文现象十分重要,将填补国际上的空白,提供在中国时区的第一手观测资料;同时在窄波段星系巡天、临近星系研究及系外行星搜索等许多领域提供宝贵的高质量资料.     

深化改革,推动我国高等院校天文教育的发展

概述了2004年7月27-31日在山东威海召开的"全国高等院校天文学教育与发展暨第三届高等院校天文选修课研讨会"基本情况.近40个单位的70余名代表参加了会议.大会进行了为期2天的学术报告活动,交流了基础天文学和专业天文学教学以及天文学各领域理论和观测研究方面的各种信息,提交学术论文近40篇,并就很多问题达成了共识.这次会议对推动我国高等院校天文教育的改革与发展将起到积极作用.     

LAMOST科学观测计划

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST)是由中国科学技术大学与国家天文台、南京天文光学技术研究所共同承担的国家重大科学工程项目.LAMOST在口径、视场和光纤数目三者结合上超过了目前国际上所有的多目标光谱巡天计划的装置.本文介绍了它将在河外星系、银河系结构与演化及多目标认证三方面的科学巡天计划.LAMOST的建成将对宇宙学、星系形成及演化、恒星物理等天文学中广泛的科学课题的研究做出重要的贡献.     

自适应光学技术在天文观测中的研究进展

自适应光学技术克服大气湍流的干扰,使大口径光学望远镜的角分辨率不再受限于大气相干长度,成像接近光学系统的衍射极限.自适应光学技术在波前探测、校正和提高成像视场等方面的不断进步,极大地促进了天文学的发展.目前,天文观测中的自适应光学技术按应用主要分为三类:传统的大视场高分辨率天文观测、系外行星观测和太阳观测等.它们对自适应光学技术的要求各不相同,本文分别对自适应光学技术在这三方面的应用和其他关键单元技术的进展,进行了详细的总结与展望,这些对未来我国发展大口径自适应光学望远镜有参考价值.     

具有奇异物质与暗能量作用的宇宙模型

研究了具有奇异物质与暗能量作用的4维宇宙模型,获得了一些新的宇宙解,这些解可用于解释宇宙加速膨胀;采用天文观测数据确定宇宙中物质与暗能量比例,此外,还根据观测数据估计了宇宙年龄.     

整体拟合测定宇宙学参数

整体拟合分析对于精确测量宇宙学参数非常重要.本文讨论了微波背景光子（CMB）温度功率谱,大尺度巡天观测及超新星观测对于暗能量状态方程参数的限制,通过比较利用的温度功率谱和CMB简化信息对于暗能量状态方程参数的限制,讨论了整体拟合的重要性.     

大规模天文光谱巡天

21世纪是光学天文迅速发展的阶段,主要是得益于多个天文大规模巡天项目的开展(2dF,6dF,RAVE,SDSS,LAMOST和Gaia等).这些大规模光学巡天项目主要是光学光谱巡天,目的是获取数以十万、百万甚至千万计天体的光谱.本文着重介绍了国际上的SDSS项目和我国自主创新的LAMOST望远镜以及所取得的光谱巡天成果.LAMOST是一种新型的反射施密特望远镜,突破了大规模光谱巡天所需要的大视场兼备大口径望远镜的技术瓶颈,成为世界上天体光谱获取率最高的望远镜.已经发布的LAMOST光谱数据集DR1中有200万条天体光谱,其中有170万条恒星光谱和包括108万条恒星光谱的参数星表.     

明清南京回回天文学工作略论

回回天文历法在元代已开始使用．但未留下详细的文字资料．论述了明清时南京回回天文工作概况：明初由回回天文学家马沙亦黑、马合麻等在南京将回回历法译为汉文；明代成立了回回天文研究机构，在南京雨花台建回回观星台；清初梅文鼎在南京的朋友马德称是马合麻的后人．他存有《四省表影立成》等回回天文历法著作．     

晚清天文学译著《谈天》版本考

晚清天文学译著《谈天》原译自英国天文学名著Outlines of Astronomy．通过对译本《谈天》各版本的搜集整理和版本差异比较,理清了《谈天》的3个重要版本与其所依据的英文原本之问的对应关系．理顺了《谈天》各版本之间的继承关系,为该书中、英版本的内容比较研究及考察近代天文学在中国的传播提供了参考资料．     

中国古代天学之官营传统

考察和研究中国古代天学的官营传统 ,包括 :皇家天学机构之渊源、名称和级别 ;历代皇家天学机构之规模 ;明清两朝的钦天监 ;元、明时代的阴阳学制度 ;天学官员之考试选拔制度。最后特别讨论了张子信的天学活动 ,指出他可能是明朝中期以前中国官营天学传统中惟一的例外     

现代宇宙学中的数值模拟技术和应用

宇宙尺度上物理过程的多样性和高度非线性使数值模拟成为现代宇宙学必不可少的研究手段,它不仅可以细致追踪宇宙结构的形成和演化历史,同时也为观测和理论模型的检验建立了一个桥梁.本文将总结计算宇宙学领域技术方法的最新发展,包括无碰撞粒子N体数值模拟技术,引入重子物理的计算流体方法.在此基础上,我们将针对现代宇宙学的核心科学问题,简要综述数值模拟技术在面向下一代巡天观测,尤其是暗物质和暗能量探测方面的实际应用.此外,我们选择性地讨论了数值模拟在第一代恒星和反馈作用、宇宙中的气体吸积和恒星形成,以及高红移星系盘的形成研究中所发挥的作用.因应下一代大规模巡天的开展和超级计算技术的快速进步,我们也展望了在未来十年计算宇宙学和相关科学可能取得的进展及发展趋势.     

天文用阻挡杂质带红外探测器

低温目标红外辐射的灵敏探测和成像在航天和深空探测中具有重要的应用价值.300 K以下低温目标的辐射强度很弱,辐射特征波长位于中远红外区.阻挡杂质带红外探测器是中远红外探测器中重要的一员,具有覆盖波段宽、灵敏度高、暗电流低、抗辐射性能高等优点,能够胜任空间技术和天文探测在中远红外波段探测的苛刻要求.本文以红外天文探测对红外探测器的应用需求作为出发点,主要就国内外红外天文学、红外天文探测器发展概况,阻挡杂质带红外探测器发展历史及其材料、器件结构等方面做了简要综述,并简明扼要地介绍了阻挡杂质带探测器的器件物理模型.     

从月球背面到深邃宇宙——2018年太空探索主要进展评述

 2018年,人类在太空探索方面取得重要进展。中国“嫦娥四号”探测器成功登陆月球背面,着陆点位于南极艾特肯盆地的冯·卡门撞击坑,实现人类航天器首次登陆月球背面;之后,中国探月工程将在完成月球采样返回后,朝着建设月球科研站的方向前进。在火星探测方面,重点是回答火星上是否曾经有过适宜生命生存的环境及其持续时间,而中国的火星探测器已在研制中,将于下一发射窗口发射升空。在引力波探测方面,中国启动以地面观测为主的阿里原初引力波探测计划以及以空间观测为主的天琴计划和太极计划,有望在这一领域做出重要贡献。多信使探测宇宙、寻找太阳系外的宜居行星是天文和天体物理领域的研究前沿和热点领域,正在酝酿新的突破。     

2021年天文学热点回眸

回顾了2021年天文学领域取得的重大进展,盘点了一系列重大的成果和事件:在火星探测方面,多国探测器相继抵达火星并开展科学研究,"洞察号"首次揭秘火星内部构造;中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO)观测到1.4 PeV能量的光子;"悟空号"取得氦核70 GeV至80 TeV能段的精确能谱;冰立方中微子天文台(IceCub...