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

  • 黑龙江哈尔滨采冰节启幕 冰城进入采冰季

  • 浙江建德:迎新年乡村赶大集

独家策划

推荐阅读
基于这样的研究背景,柴秀娟团队近日研发出一种数字孪生驱动的智能温室采摘系统,能有效解决现代温室番茄生产密植环境下,机器人采摘效率低、易损伤植株的问题。团队成员郎一宁介绍:“首先,机器人搭载的滑轨式深度相机会沿温室逐行扫描,采集高精度的RGB-D数据。
2025-12-08 09:54
记者从国家数据局获悉,截至9月底,我国已建成高质量数据集总量超500PB(拍字节,计算机存储容量单位);7个数据标注基地引进和培育标注企业362家,标注从业人员达8.5万人,带动数据标注相关产值163亿元。
2025-12-08 09:53
“梦想”号大洋钻探船的母港在广州海洋地质调查局科考码头,出海执行作业任务时需要通过深中大桥。多年来,我们与150余家参研参建单位团结协作、集智创新,攻克了一个个技术难题,建成了这艘具有我国完全自主知识产权、全球领先的大洋钻探船。
2025-12-08 09:52
空中的昆虫堪称地球上最灵活的生物,能精准完成急转弯、急刹车和空中翻转。美国内华达大学里诺分校的航空航天工程师Hoang-Vu Phan指出,这款新设备标志着“微型机器人性能的巨大飞跃”。
2025-12-08 09:51
近日,中国科学院西安光学精密机械研究所超快光科学与技术全国重点实验室研究员姚保利团队在定量相位成像领域取得进展,提出了正交偏振复用剪切干涉技术,并研发出集成化定量相位相机Q-camera。
2025-12-08 09:50
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
加载更多