点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:天文学家眼中的星之“观星指南”
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

天文学家眼中的星之“观星指南”

来源:光明网2020-09-15 10:22

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  自从开始做天文研究,就有很多人好奇地来问我,你是怎么看星星的?其实还能咋看,搬个小板凳坐那看呗……

  为了生动地回答这个问题,接下来就说说天文工作者眼中的星空。

  怎么看?

天文学家眼中的星之“观星指南”

图1.电视剧《人民的名义》画面(图源:网络)

  提到天文学家看星星,许多人就会想到上面这个场景。但对于专业天文人员来说,上面这个做法早就不用了。

  自从人类发明了照相底片,照相天文学就取代了肉眼观测;CCD发明之后,很快就彻底取代了照相底片。而且科研级别的主流天文观测也已经摈弃折射式望远镜多年了,现在大部分采用反射式望远镜。

  名词解释:CCD Charge-coupled Device,中文全名“电荷耦合器件”。这个名字实在不好理解。不过不要紧,大家玩的相机(包括手机的相机),镜头后面的焦点位置上,就是这个东西,或它的兄弟版本CMOS。简单理解成电子胶卷就好。

  当然了,早期的天文学家还是用人眼去观测并记录的,比如下图中威廉·赫歇尔制造的望远镜。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图2:威廉·赫歇尔的望远镜示意图(图源:网络)

  图3是新疆天文台南山观测站的一米望远镜,是很常见的一台地平式反射望远镜。地平式是说这台望远镜的转动轴的安装方式。图中蓝色支架后面的黑色部分,它的内部是主镜面(这个角度看不到主镜,而且主镜在镜盖的保护之下)。主镜面把星光聚焦到图中左侧支架顶端的主焦点上。然后主焦点的设备(其实也就是CCD)就记录下了星光的信号。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图3:新疆天文台南山观测站一米望远镜(图源:郑捷)

  顺便说一句,这张照片中的最左边有根管子,这是正在对望远镜进行维护的场景,不是正常观测中的情形。

  天文学家在哪看?

  望远镜被安装在楼上的圆顶里,而我们则在楼下的控制室进行操控,图4就是控制室的样子。看起来好像很多屏幕,其实并没有那么多计算机,因为有些计算机需要多个屏幕共同工作。算起来也就四五台计算机吧。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图4:新疆天文台南山观测站一米望远镜观测室内景(图源:郑捷)

  为什么需要那么多屏幕呢?因为我们在工作的时候需要同时监控很多信息,例如一台计算机控制望远镜的指向,以及望远镜的观测计划,一台计算机控制望远镜数据的采集,还要负责显示采集到的图像数据。此外还有一大堆的杂事,例如监控天气状态,填写观测日志,数据质量监控,数据传输和备份……

  可能有人说,这么多事情,为啥不做多窗口呢?两个方面的原因,一方面我们不能让每台计算机工作负荷太重,都是实时系统,万一哪台机子太忙碌,整个系统都会出问题的。其次呢,这些信息都是我们必须监控的,甚至窗口都不宜重叠,必须让我们在操作时一眼就能看到,所以就只能这么多了。

  那么一个人能同时看这么多东西吗?答案是能的。对于新手来说,手忙脚乱是难免的,因为除了看一大堆东西,还要操作一大堆东西,但是熟练了之后其实没那么可怕。因为很多关键信息都知道在哪里,扫一眼就知道是否正常。现在设备的自动化程度都非常高,出现异常都会给出提示,所以没那么恐怖。

  全波段和多信使天文学

  事实上前面提到的只是光学望远镜!

  天文观测从400多年前伽利略把望远镜指向天空开始,进入了望远镜时代,之后波段逐渐扩展到射电望远镜等,再然后飞快地进入了全电磁波段时代。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图5:中国科学院新疆天文台南山观测站26米射电望远镜,远处为原25米射电望远镜天线。这是反射式射电望远镜,是日常所见典型的“大锅”(图源:郑捷)

天文学家眼中的星之“观星指南”

图6:500米口径球面射电望远镜(FAST,又名中国天眼),这是一台举世瞩目的射电望远镜(图源:国家天文台)

  随着中微子天文学和引力波天文学在近年的出现和发展,天文学已经进入了多信使时代。近年来,随着人类将一台台空间望远镜送入太空,现在的观测设备是空间、地基两开花。

  虽然不同的观测方式使用的设备差异非常大,但是出于传统习惯,我们仍都称它们为望远镜,尽管早已不是“镜子”了。比如下面这张图,你能猜出这是啥?这是1932年央斯基的“旋转木马”天线,也是人类第一台射电天文望远镜。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图7:人类第一台射电望远镜(图源:网络)

  作者简介:郑捷,别名小林,理学博士,中国科学院国家天文台助理研究员,兴隆观测基地驻站天文学家,主要从事多波段恒星测光巡天观测和数据处理,以及天文软件研发工作。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平会见土库曼斯坦民族领袖、人民委员会主席别尔德穆哈梅多夫

  • 第六届中国跨境电商交易会在福建福州开幕

独家策划

推荐阅读
吴晓民(右一)团队在野外工作。藏羚羊曾广泛分布于高原全境,其漫长的演化史与复杂的种群波动,始终是全球动物保护与演化生物学领域关注的焦点。研究团队还通过生态位模拟,锁定了藏羚羊的生命庇护所——青藏高原北部的可可西里、羌塘高原等区域。
2026-03-19 10:11
通知明确,各城市群应优先选择具备条件的燃料电池汽车、绿色氨醇、氢基化工原料替代、氢冶金以及掺氢燃烧等应用场景开展试点,积极探索氢能创新应用场景,形成“1个燃料电池汽车通用场景+N个工业领域应用场景+X个创新应用场景”的氢能综合应用生态。通知要求,氢能综合应用试点以城市群为主体开展申报,城市群应立足自身资源条件,因地制宜、宜氢则氢,避免各场景一拥而上、低水平重复建设。
2026-03-19 10:10
2026中关村论坛年会将于3月25日至29日在北京举办。
2026-03-19 10:04
日前发布的《中国地热产业发展报告2025》显示,我国地热产业多元化利用格局正在形成。在地热供暖发展带动下,我国地热产业规模长期稳居世界第一。
2026-03-19 10:00
由于土豆块茎外形粗陋、埋于地下,又不见于《圣经》,一度被殖民者视为“魔鬼之根”或带毒之物。另一方面,随着城市扩张与人口增长,粮食压力加剧,土豆因高产、耐寒、适宜在小块土地种植而被人们重视。
2026-03-19 10:00
作者:刘琦 仇焕广(分别系中国人民大学助理教授,辽宁大学党委常委、副校长)  今年《政府工作报告》提出,“推进先进适用农机装备研发应用,打通农业科技推广‘最后一公里’”。
2026-03-19 09:59
为此,生态环境法典针对重点流域、重要生态单元设置专门规范,明确长江、黄河等重点区域一体化保护要求,建立协同机制。生态环境法典第三编第六章“生态退化的预防和治理”,整合水土保持法、防沙治沙法的有关规定,分为水土保持、防沙治沙两节。
2026-03-18 09:38
“‘两弹一星’不是孤立的科技突破,而是面向国家需求‘从0到1’的科技创新。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、安徽省科学技术协会、安徽农业大学、光明网联合承办。
2026-03-18 09:27
对于1型糖尿病患者而言,胰腺中那些负责分泌胰岛素、调节血糖的胰岛β细胞,被自身免疫系统错误地当成了“入侵者”,日复一日地遭受攻击,直至彻底损毁。这3个病例,分别代表中国乃至全球再生医学领域的3个“首次”——世界首例自体、中国首例异体、世界首例青少年再生胰岛移植治疗1型糖尿病。
2026-03-18 09:27
记者3月17日从国家能源局获悉,2026年1至2月,全社会用电量累计16546亿千瓦时,同比增长6.1%。从分产业用电看,第一产业用电量223亿千瓦时,同比增长7.4%;第二产业用电量10279亿千瓦时,同比增长6.3%,其中,工业用电量同比增长6.4%,高技术及装备制造业用电量同比增长10.6%;第三产业用电量3231亿千瓦时,同比增长8.3%,其中,充换电服务业、互联网数据服务业用电量增速分别达到55.1%、46.2%。
2026-03-18 09:26
当前,以家庭农场、农民合作社、龙头企业为代表的新型农业经营主体已成为“强农兴村”的中坚力量,发展成效显著。夯实联农带农长效机制,还需构建多层次、可落地的政策环境,让农业经营主体有动力、有能力、有底气带动小农户共同增收。
2026-03-18 09:26
在成都温江区,骑行爱好者李先生沿着北林绿道前行,穿梭在虫鸣鸟叫、淡淡花香之中。”  一幅幅充满生机的新春图景,正是成都加快建设践行新发展理念的公园城市示范区的生动注脚。
2026-03-18 09:26
分享几个故事,一起走进地球科学的世界。
2026-03-16 18:39
工业和信息化部、财政部、国家发展改革委日前印发《关于开展氢能综合应用试点工作的通知》。通知提出,通过城市群试点,将氢能应用场景由燃料电池汽车向交通、工业等具备条件的多元领域拓展。
2026-03-17 09:35
图为3月16日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的神舟二十一号乘组航天员工作的画面。据悉,张陆已累计进行6次舱外活动,成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员之一。按计划,飞行任务期间还将实施航天员乘组出舱活动,持续开展相关科学实验与技术试验。
2026-03-17 09:35
OpenClaw类智能体出现有标志意义,但仍需从严把控安全风险,未雨绸缪引导科技发展向上、向善。
2026-03-17 09:34
近日,“今明两年或成历史最热年份”“地球或将迎超级厄尔尼诺现象”等相关话题冲上网络热搜,引发公众广泛关注。“总体来看,今年下半年赤道中东太平洋处于厄尔尼诺状态的可能性较大,但目前尚无法准确预测其具体形成时间和总体强度。
2026-03-17 09:34
水利部水文司司长刘志雨介绍,2015年9月,水利部和自然资源部按照“统一布局、分工协作、避免重复、信息共享”原则,联合启动实施国家地下水监测工程。未来十年,国家地下水监测站网将更加科学、全面、精准地守护国家水资源安全,为精打细算用好水资源,从严从细管好水资源提供坚实保障。
2026-03-17 09:34
该学院依托浙江大学建立,旨在积极推动全球发展倡议落地见效,切实破解全球发展进程中的瓶颈性难题,有效凝聚多方智慧与力量,推动各国共同发展。
2026-03-16 12:35
他们用郭守敬望远镜光谱数据锁定目标对象,结合盖亚空间望远镜的高精度天体测量数据拼出基本“轮廓”,再用EBHIS射电巡天数据勾勒出星团周围的气体环境。他还公布了星团中最亮恒星的精确坐标——赤经01:50:46.6和赤纬+56:25:25.8,供天文爱好者定位追踪。
2026-03-16 09:32
加载更多