我国首台南极天文望远镜阵CSTAR即将启运南极内陆最高点Dome A

10月10日,我国首台南极望远镜阵CSTAR(Chinese Small Telescope Array)在中科院南京天文光学技术研究所研制成功,并通过验收。该望远镜阵由南京天文光学技术研究所、紫金山天文台、国家天文台合作研制,是由4台14.5厘米口径的大视场望远镜装在机架上构成的一个小望     

我国首台南极天文望远镜阵CSTAR即将启运南极内陆最高点Dome A

10月10日，我国首台南极望远镜阵CSTAR（Chinese Small Telescope Array）在中科院南京天文光学技术研究所研制成功，并通过验收。该望远镜阵由南京天文光学技术研究所、紫金山天文台、国家天文台合作研制，是由4台14．5厘米口径的大视场望远镜装在机架上构成的一个小望远镜阵，分别配置白光和g、r、i四种滤光片和lkxlk的CCB相机。     

自适应光学专题·编者按

<正>自适应光学技术源于地基光学/红外望远镜观测中遇到的大气湍流扰动问题.由于大气湍流的存在,空间目标发出的光波穿过大气层到达地球表面时,其振幅和相位都会受到大气湍流的扰动.相对于光波的振幅而言,相位受到的随机扰动更加严重,所以目前的自适应光学技术主要克服光波相位受到的随机扰动.大气对来自空间目标发出光波相位的随机扰动,导致望远镜的成像质量严重降低,望远镜的实际分辨率也     

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.     

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.     

用于南极天文选址的移动式大气参数测量系统

选择最好的天文台址放置大口径望远镜一直是天文学家追求的目标.我国在南极的天文项目近几年得到了快速发展,对南极区域的光学湍流时空分布进行测量和分析,是一项亟待开展的基础性天文工作.本文主要介绍研制的移动式大气参数测量系统,用于南极天文选址,得到了在泰山站近地面常规气象参数和大气湍流的初步测量结果.     

无波前传感器自适应光学在生物成像中的应用

获取生物体的高质量图像对生命科学的研究至关重要,但成像光学系统和生物体本身都含有像差,导致成像分辨率和对比度下降.由于不同生物体引入的像差不同且可能随时间变化,因此无法通过传统的光学设计手段进行补偿.发端于天文成像观测的自适应光学技术具有克服动态像差影响的能力,因此也可以用于生物成像中提高成像质量.传统自适应光学一般用波前传感器(如夏克-哈特曼传感器)测量波前误差,而近年来发展的无波前传感器自适应光学技术则省去了专用的波前传感器,不但简化了系统结构,降低了成本,还可以克服传统自适应光学的一些限制,具有良好的应用前景.本文在介绍无波前传感器自适应光学原理的基础上,重点讨论该技术在眼底成像和荧光显微成像方面的应用并对未来的发展提出展望.     

天体物理学研究的进展

天体物理学是20世纪物理学中发展飞快、意义深远的领域之一,正在完成人类文明史中最艰巨、最宏伟的一个篇章,大大扩展了人类对宇宙的认识。人类对天体的认识首先必须借助于观测,也就是依赖于观测技术的进步。随着天文观测工具的发展,今天的光学望远镜已发展到了5米级。我国北京天文台兴隆站也拥有远东最大的达2.16米口径的望远镜。目前各先进国家正纷纷建造新的一代10米级望远镜,其中最大的到16米。在地球上进行观测,由于隔着大气层,只有两个“窗口”可供使用,即“光学窗口”和“射电窗口”。如果说“光学窗口”在17世纪就已被打开的话,那么“射电窗口”直到本世纪30年代才被打开,今天的精密射电望远镜系统,有效口径已达100米以上,分辨天体的能力达万分之几弧秒。大气层外的天文观测从50年代的高空气     

兴隆2.16m望远镜自适应光学系统

自适应光学系统是大口径天文望远镜克服大气湍流,提高望远镜成像质量的必备手段之一.本文针对兴隆2.16 m望远镜及其所在台址的大气视宁度,研制了一套自适应光学系统.系统的主要部件包括具有109个压电陶瓷驱动器的变形镜,具有100个子孔径的Shack-Hartmann波前传感器,以及基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的高速波前控制平台等.实验结果表明,该系统可以把大气扰动引起的波前像差的均方根值校正到0.1λ以下,获得接近衍射极限的成像质量.     

日冕磁场与等离子体综合探测望远镜

太阳物理研究亟待解决的重大核心问题包括了太阳爆发、日冕加热和太阳风加速等机制.揭示这些现象背后的发生和发展规律将为空间灾害性天气预报和相关天体物理研究提供精确有效的模型.建议设计的日冕磁场和等离子体综合探测望远镜(COronal Magnetism and Plasma ASsembled Scopes,COMPASS)由口径为1.26 m大型日冕磁场探测望远镜(COronal Magnetism Probing Telescope,COMPT)、口径为0.30 m中型二维成像光谱日冕仪(Two-dimensional Spectroscopic Diagnosis Coronagraph,TSDC)以及安装在COMPT上的0.09 m的口径小型Lyot日冕仪(COMPASS-SC)组成.COMPT主攻高度范围0.05–0.65太阳半径(R_(Sun))内矢量磁场和热动力学参量精确测量,TSDC聚焦在(0.10–1.50)R_(Sun)高度范围内对日冕等离子体的各项物理参量进行诊断以及提供全方位日冕结构和演化监测,而COMPASS-SC为COMPT提供其积分视场观测区域定位以及大视场日冕演化监测.这一组3台日冕仪功能互补互联,集中测量(0.05–1.50)R_(Sun)高度范围的矢量磁场和热动力学参量分布及其演化.由于其创新性设计,COMPT建成后不仅将成为国际上最大口径的折射式望远镜,也将成为第一台具有高偏振测量精度的多条谱线同时偏振成谱成像的日冕仪,而TSDC首次将白光偏振成像和谱线二维(线偏振)成像光谱测量功能集于一身.本文首先概括了COMPASS的科学需求和国外仪器的发展态势,然后从总体设计思想和理念、光机电初步设计等方面对COMPASS进行介绍,并特别阐述了围绕科学目标而做出的创新性仪器设计.     

“大望远镜”建造技术方案引发天文学界大讨论

 2017年8月,中国天文学界关于筹建12 m大口径光学红外望远镜的争论愈演愈烈,主要围绕两个不同的光学系统技术方案展开,同时引发了关于科学界公共议事制度、复杂的科学大工程管理策略等问题的讨论。     

中国建成世界光谱望远镜之王耗资2.35亿元

口径大于6米,为世界口径最大大视场望远镜,耗资2.35亿元位于河北兴隆县的国家重大科学工程LAMOST望远镜通过国家竣工验收,为目前世界上口径最大的大视场望远镜和光谱获取率最高的望远镜。     

为什么有的望远镜会向天空发射激光?

<正>A:我们使用的光学望远镜绝大多数建设在地面,因此在观测来自太空的星光时,会受到大气的干扰。大气的流动与密度的不均匀分布都会使望远镜观测到的图像发生扭曲。以前天文学家只能选择将天文台建设在寒冷的高山上或是发射到太空(如哈勃空间望远镜)来减弱这个影响。但即使在高山,大气的影响依然是很难完全消除的;而发射到太空的大型望远镜造价极其高昂,维修非常麻烦。因此,最近十几年来,天文学家采用了"自适应光学"技术,来解决这个问题。     

求解CCD图像几何扭曲的初步结果

准确求解望远镜成像系统中视场的几何扭曲是高精度天体测量中的关键环节.借鉴哈勃空间望远镜几何扭曲求解的思想,提出并实施了一种简便、有效的方法.应用到云南天文台1米望远镜2011年4月2～3日观测疏散星团M67所得的72幅CCD图像表明：望远镜存在明显的几何扭曲效应,在视场角落最大扭曲～0.6pixel（～120mas）.经扭曲改正后,视场中星象的定位精度有了明显提高.     

首都师范大学天文台KPW400型望远镜的光学测定、调试与观测应用

选择具有代表性的折反射望远镜——由中科院南京天文仪器研制中心研制的KPW400型望远镜为例,根据其技术参数,介绍了该望远镜的光学性能和调试使用方法,并结合金星凌日、太阳黑子的观测等实验完成望远镜的光学性能测定,最终总结出该望远镜的优点及不足,从而提出对其改进的意见.     

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.     

大气湍流退化图像的复原研究

大气湍流退化图像的复原在航天成像、天文观测等领域具有重要的地位,也是目前急需解决的问题.该问题的解决能够克服大气湍流扰动带来的图像降晰和提高目标图像的分辨能力,以便后续的目标特征提取和识别等处理.文章提出将大气湍流的光学传递函数应用在迭代盲目反卷积图像复原算法上,使图像达到更好的复原效果.研究表明,此复原方法可以更有效...     

视场合成技术在推扫式成像光谱仪中的应用研究

推扫式遥感仪器可以采用多个镜头进行视场合成以提高仪器的总视场.视场合成技术涉及光学、机械、电子学系统技术.从光机设计、装调工艺、电子学设计等方面阐述了视场合成技术中需要考虑的因素和主要的措施.采用视场合成技术设计了五个子模块视场合成的成像光谱仪.最后,采用两个成像子模块构建试验成像装置,得到效果良好的视场拼接图像.     

系外行星大气光谱探测虚拟仿真实验系统

系外行星大气光谱可以探测系外行星的大气成分,是研究行星宜居性的关键证据,也是回答是否存在第二个“地球”等科学问题的关键所在.因为系外行星的光谱探测对探测设备要求极高,需要大型望远镜和高精度的光谱设备,国内高校现有条件和环境无法满足学生在学习时的观测实践需求.考虑到天文观测实验教学是天文教学中必不可少的环节,为了提升教学效果,增强学生对天文观测和系外行星大气光谱探测的理解和认知,利用虚拟仿真技术,建设系外行星大气光谱探测虚拟仿真实验,将原理学习与观测实践紧密结合,实现“理论指导观测,观测反馈理论”的模式.该实验设计了三个环节：行星大气光谱特征、行星大气透射光谱观测和光谱数据分析.从理论学习到观测实践再到数据分析,涵盖了包括行星反射和透射光谱、行星大气吸收原理、观测窗口估计、信噪比估计等众多光谱及其数据处理的核心知识.