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墨子巡天望遠(yuǎn)鏡巡視銀河。李生學(xué) 攝
青海新聞網(wǎng)·大美青海客戶端訊 9月17日，一則消息沖上熱搜：由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國科學(xué)院紫金山天文臺聯(lián)合研制的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡，在青海冷湖天文觀測基地正式“巡天”，其首秀獲取的仙女座星系最大視場圖像也讓大家驚嘆不已。
冷湖天文觀測基地是什么樣的，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡是如何“巡天”拍出完整仙女座星系的，在中國現(xiàn)代天文布局中青海冷湖承擔(dān)著什么角色？日前，西海全媒體記者走進(jìn)位于青海省海西蒙古族藏族自治州賽什騰山的冷湖天文觀測基地一探究竟。
118道彎見證“冷湖速度”
從西寧一路西行，看過秋季的茫茫草原、湛藍(lán)色的青海湖、果實(shí)累累的枸杞地，當(dāng)汽車疾馳在冷湖浩瀚戈壁上時(shí)，賽什騰山逐漸映入眼簾。
從冷湖鎮(zhèn)向東南方向沿著一條嶄新的道路行駛，便能看到茫茫戈壁灘上的賽什騰山。
遠(yuǎn)望賽什騰山，你會發(fā)現(xiàn)山脊上出現(xiàn)了像蘑菇狀的圓頂建筑。這是已經(jīng)在冷湖天文基地建成的光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡就坐落于山脊的C平臺。
“山路不好走，大家都系好安全帶。”隨著司機(jī)師傅提醒，汽車駛?cè)肷仙降穆�，即使系著安全帶，車�?nèi)人員的身體也隨著汽車轉(zhuǎn)彎的幅度左右傾倒。
墨子巡天望遠(yuǎn)鏡。
同行的西華師范大學(xué)老師任安炳介紹，從賽什騰山被發(fā)掘，到他們學(xué)校的合作項(xiàng)目在這里落戶，每次到這里來都有新變化：“路修得越來越好了，之前都是搓板路。”
巖石裸露的山嶺綿延不絕，走過了這道彎還有無數(shù)個(gè)彎道，1個(gè)多小時(shí)后終于從山腳到達(dá)了C平臺。站在平臺遠(yuǎn)望來時(shí)的路，不禁想數(shù)數(shù)這一路走過了多少道彎。
“現(xiàn)在一共有118道彎，往上走通往A平臺的路還在修，也是這樣的盤山公路。”冷湖科創(chuàng)園區(qū)管委會副主任李煒告訴記者，賽什騰山是一座石頭山，開一條路不容易，但為了讓一座座望遠(yuǎn)鏡落戶到這里，在青海省委省政府和海西州委州政府支持下，投資2億元，用18個(gè)月在山上開出了38公里的盤山公路。
沒有路，逢山開路；通信難，架設(shè)信號塔；缺電源，鋪設(shè)電纜到山頂……為了讓科學(xué)家們在賽什騰山有一個(gè)良好的工作環(huán)境，一座集休息與辦公為一體的冷湖天文觀測基地科學(xué)家工作站，在這里建成。
2022年起，青海省政府將建設(shè)冷湖世界級天文觀測基地納入青海省十大國家級科技創(chuàng)新平臺建設(shè)之一，每年給予1000萬元省級財(cái)政科技資金支持。冷湖鎮(zhèn)所在的海西州和各相關(guān)省直部門也圍繞天文觀測基地建設(shè)，從政策、資金、基礎(chǔ)要素保障等方面給予全方位的支持。
中國科學(xué)院國家天文臺、紫金山天文臺多位院士專家登上賽什騰山后感慨，要找到一處仰望星空的好地方，一般需要10年考察，再加10年建設(shè)，而冷湖天文觀測基地只用了3年就獲得了初步勘測成果，5年就迎來諸多望遠(yuǎn)鏡落戶，這都離不開當(dāng)?shù)卣亩αχС�，讓他們感受到�?ldquo;冷湖速度”。
墨子巡天望遠(yuǎn)鏡運(yùn)維團(tuán)隊(duì)查看拍攝的圖像。本版圖片除署名外均由 李增平 攝
50次30秒曝光獲得仙女座星系圖
海拔4200米的賽什騰山C平臺整理平整的山頭上，不僅有科學(xué)家工作站，還矗立著由中科大與中國科學(xué)院紫金山天文臺共建的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡，觀測恒星震動的“SONG計(jì)劃”1米望遠(yuǎn)鏡，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的TINTIN望遠(yuǎn)鏡。
走進(jìn)墨子巡天望遠(yuǎn)鏡觀測樓，我們一睹了墨子望遠(yuǎn)鏡的“芳容”。墨子巡天望遠(yuǎn)鏡是個(gè)高10米、重50噸的大家伙，所以一層樓房是裝不下它的，占用了三層樓的層高才能容納，沿著樓梯爬到最高層才能看到它的容貌。
主色調(diào)藍(lán)色的高大望遠(yuǎn)鏡矗立在最中央的位置，上面是一個(gè)圓形的穹頂，隨著墨子巡天望遠(yuǎn)鏡運(yùn)維工作人員的操作，圓頂上的“天窗”慢慢打開，并緩慢地轉(zhuǎn)動方向。
“夜晚，‘墨子’工作的時(shí)候，就將它打開，這個(gè)頂?shù)扔谑撬姆雷o(hù)罩。”面對墨子巡天望遠(yuǎn)鏡，運(yùn)維工作人員介紹，“上面是它的主鏡，口徑2.5米，中間開孔0.76米，主鏡厚度0.12米，面形平整度優(yōu)于8納米，主鏡主動光學(xué)支撐采用軸向氣壓式54點(diǎn)支撐……”
這些數(shù)字對外行來說有些難懂，但放眼天文領(lǐng)域可以用一個(gè)字概括墨子巡天望遠(yuǎn)鏡，“牛！”
如此優(yōu)秀的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡首秀的仙女座星系是如何拍攝的呢?在觀測樓的工作室，記者找到了答案。
走進(jìn)工作室，一臺臺電腦屏幕最為亮眼，有的是一張黑白流星圖，有的是星空，還有看不懂的圓形光譜。中國科學(xué)院紫金山天文臺青海觀測站總工程師、墨子巡天望遠(yuǎn)鏡運(yùn)維總工程師婁錚正忙著分析一張張圖片。
“這個(gè)圖像顯示的是墨子巡天望遠(yuǎn)鏡曝光一次獲得的圖片。”看著屏幕中一塊塊黑白照片，婁錚向記者介紹，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡一般拍攝的時(shí)間是30秒曝光一次，一次曝光能看到很多顆星星，但一些暗的星星還是看不到，這就需要曝光很多次，首發(fā)的仙女座星系圖用了50次的30秒曝光圖像疊加才得到了一個(gè)完整的星系圖像。
這只是拍攝工作的一部分，要獲得仙女星系色彩還需要6塊不同的濾光片。
婁錚告訴記者，接下來會切換不同濾光片，得到一些不同顏色的圖像，再經(jīng)過后期的數(shù)據(jù)合成就可以得到一幅彩色的仙女座星系圖片。
都說天文學(xué)家是仰望星空的人，但隨著天文觀測技術(shù)的不斷發(fā)展，人類技術(shù)的發(fā)展早已推動天文觀測超越了戶外看天的范疇，在高精尖技術(shù)設(shè)備的加持下，天文學(xué)家通過屏幕能更清晰地觀測浩瀚宇宙。
天文領(lǐng)域中的青海力量
從賽什騰山C平臺出發(fā)，汽車?yán)^續(xù)盤旋在山間，通往賽什騰山A平臺的道路還在開挖、平整中，大型挖機(jī)、推土機(jī)在山間一點(diǎn)一點(diǎn)開出了道路，將山頂推平，等待著天文望遠(yuǎn)鏡落地。
“這里海拔4358米，是賽什騰山的最高點(diǎn)，這一塊地方已經(jīng)有項(xiàng)目在等著了。”李煒介紹，清華大學(xué)6.5米寬視場光譜巡天望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目（MUST）將在這里建成。
站在這里，俯視山下，一望無際的大漠戈壁寸草不生，入眼的只有無窮無盡的荒漠。賽什騰山中一座座山峰冷峻無比，但一個(gè)個(gè)新建的白色圓頂讓天文學(xué)家能夠擁抱星辰大海。
“這里就是我們的天然實(shí)驗(yàn)室。”中國科學(xué)院紫金山天文臺原臺長楊戟說，在天文領(lǐng)域，缺乏的就是像冷湖這樣好的天文觀測臺址資源。早在2012年的時(shí)候，中國科學(xué)院紫金山天文臺已經(jīng)完成了墨子巡天望遠(yuǎn)鏡概念設(shè)計(jì)，2017年與中科大合作完成建造，當(dāng)時(shí)就需要一個(gè)好的臺址來支撐它。
楊戟開玩笑說：“當(dāng)時(shí)就是已經(jīng)買好菜，就等著一口好鍋來烹飪。”
就在他們?yōu)閷ふ覂?yōu)質(zhì)的光學(xué)天文觀測臺址發(fā)愁的時(shí)候，海西州找到了中國科學(xué)院紫金山天文臺希望達(dá)成合作。
冷湖科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園區(qū)管委會黨組副書記、常務(wù)副主任田才讓，中國科學(xué)院國家天文臺研究員、西華師范大學(xué)天文系主任鄧?yán)畈牛黄鹋懒藥资钨愂豺v山才得出結(jié)論。
鄧?yán)畈哦啻翁岬剑浜屏啃�、空氣干燥、大氣稀薄，視寧度好，是比肩國際一流光學(xué)天文觀測的優(yōu)良臺址。
為了保護(hù)這片干凈的夜空，今年1月1日起，《海西蒙古族藏族自治州冷湖天文觀測環(huán)境保護(hù)條例》正式實(shí)施。條例劃分出暗夜保護(hù)核心區(qū)和暗夜保護(hù)緩沖區(qū)，嚴(yán)格規(guī)定了暗夜保護(hù)核心區(qū)內(nèi)的光源種類和亮度等。
同時(shí)，我省率先在全國首次啟動實(shí)施了基礎(chǔ)研究重大科技專項(xiàng)——“天文大科學(xué)裝置冷湖臺址監(jiān)測與先導(dǎo)科學(xué)研究”，組織省內(nèi)外科研力量聯(lián)合開展相關(guān)研究。這項(xiàng)實(shí)踐取得了極大成功，體現(xiàn)了青海省委省政府主動融入國家科技發(fā)展戰(zhàn)略的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，對推動青海利用不可復(fù)制的科技場景和資源開拓新的領(lǐng)域、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型和培育新的學(xué)科發(fā)展，起到了引領(lǐng)作用。
“這樣的做法在國內(nèi)都沒有，不僅是體制的創(chuàng)新，對于我們天文領(lǐng)域也是一次多學(xué)科合作交流相互促進(jìn)的平臺。”對于青海的做法，楊戟給予高度贊賞。
優(yōu)良的臺址吸引來無數(shù)天文學(xué)家的目光，現(xiàn)在這里已經(jīng)有12個(gè)望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目落戶，更多的項(xiàng)目正在考察中。面對熱起來的冷湖，天文學(xué)家們希望在優(yōu)質(zhì)光學(xué)天文觀測臺址緊缺的情況下，冷湖天文觀測基地能夠做好資源的合理規(guī)劃和使用，讓更重要更多的望遠(yuǎn)鏡在這里落戶，探索宇宙的奧秘。