郭守敬巡天望远镜构建世界最大恒星光谱库
已捕获700余万条高质量恒星光谱
郭守敬巡天望远镜。
以郭守敬命名的光谱巡天望远镜（全称：大天区面积多目标光纤光谱望远镜）探寻宇宙又获得重要进展。郭守敬望远镜巡天4年来，已捕获700余万条高质量恒星光谱，超过此前全球所有已知光谱巡天项目获得数据的总和。
什么是光谱？天文学家说，光谱包含着关于恒星各种特性的信息，能够揭示星星们的运动状态、温度、质量和化学成分，类似籍贯、住址、年龄、性别、职业等每家每户的户籍信息……因此，巡天望远镜堪称宇宙“户籍警”。
新华社记者近日走进位于中国科学院国家天文台兴隆观测基地，全方位揭秘这位宇宙“户籍警”。
4000颗星星“出镜”！
拍摄大户人家的“全家福”照片，离不开广角镜头。想象一下，如果一次要给4000颗恒星拍摄“全家福”，这个广角镜头究竟得有多大？
答案是6.5米。
在河北省兴隆县境内燕山主峰，一座巨大的白色建筑斜架在南麓山顶，指向天空，这就是我国自主创新研制的天文大科学装置——郭守敬望远镜。郭守敬望远镜主镜由37块边长1.1米的六角形镜子拼接而成，相当于直径6.5米的圆镜，等效通光口径最大4.9米，视场（视野）直径最大5度，焦面上容纳了4000根光纤，每次观测可获得多达4000个天体的光谱。
什么是巡天望远镜？为什么要一次性观测4000颗星？
这得从中国两位“急性子”天文学家——王绶琯院士和苏定强院士说起。
上世纪80年代，王绶琯和苏定强提出一个畅想：“如果仅靠现有的望远镜巡查天体的光谱，星空浩瀚，天文学家穷尽一生也无法观测完成，我们必须看得既远又快。”
“我们需要一台大视场兼大口径光学天文望远镜，视场要非常大，否则无法让足够多的星星出镜；同时又要看得非常远，否则不可能观测到银河系甚至河外星系。通俗点说，就是一台同时大广角加深焦距的超级照相机。”郭守敬望远镜项目总工程师、中国科学院院士崔向群说。
2012年，这一畅想变成现实：世界上第一台大视场兼大口径光学天文望远镜在中国科学院国家天文台兴隆观测基地建成。
自2012年9月启动巡天以来，郭守敬望远镜共观测了近3000个天区，获得了700万条高质量光谱，比世界上所有已知光谱巡天项目获取的数据总数还要多，构建了迄今为止最大的恒星光谱样本库。
为什么要给银河系“查户口”？
对于郭守敬望远镜在银河系内“查户口”的意义，国家天文台副研究员刘超的形容更酷炫——“星际考古”。
“拥有千亿级恒星系统的银河系是目前宇宙中唯一有条件对其组成恒星进行单体解析的星系。研究银河系怎么从开始的一团原始气体，演化出恒星、星系盘，乃至现在的银河系，有助于见微知著，帮助我们了解宇宙发展的一般规律。”刘超说。
“利用郭守敬望远镜构建的大规模恒星库，能帮助科学家按照恒星年龄排序，比对研究不同年龄段恒星的组成和运动特点。”他接着说，“比如通过推演我们知道，第一代恒星只含有氢和氦，第二代恒星多了一点点金属，铁的含量是太阳的一千万分之一……通过对恒星和星系‘考古’，揭示出宇宙演化不同阶段的特点和奥秘。”
除了积累恒星数据回溯星系历史，郭守敬望远镜还取得了一项重要进展：更精确地测定银河系中的“暗物质”质量。
即使是实际观测中“乱入”的不速之客——超高速星，也有助于揭示宇宙黑洞这样高大上的重磅问题。
2014年，一个由中美两国天文学家组成的研究团队利用郭守敬望远镜，发现一颗距地球4万多光年的超高速星。这颗迄今发现的距地球最近的超高速星，以每小时超过170万公里的速度“逃离”银河系中心，并将最终飞离银河系。
通过它们，天文学家期待可以对银河系进行更深入的研究。
“大天机”与你我有何关系？
这些投入巨大的尖端科技装备，除了成为科幻电影中看着眼熟的地标之外，究竟和普通人的生活有什么关联？又能给现实社会带来什么益处？
“这些科研装置并不能立竿见影地改变你我今天的生活。”中科院紫金山天文台研究员袁强说，尖端科研所需的技术条件远高于民用需要，一旦在实验室实现突破，将大大推动民用科技发展水平。比如在尖端科研装备制造中，硅的杂质经常需要控制在万分之一以下，这一纯度远高于普通工业加工，实验室实现突破后将大大促进国家工业提纯水平。
随着经济发展和科研投入比例增加，中国的科研支出增长迅速。目前中国在研发上的投入占GDP的比重已经超过2%，这一比例比欧盟高，并且有望在2020年前达到2.5%，超过美国。
“有了大科学装置的成功运行，众多科研院校和科技人员才有了高水平的技术平台。现在中国有了实力，能够发起或牵头组织大科学计划。”崔向群说。
国家天文台兴隆观测基地首席科学家赵永恒认为，任何有潜力、注重软实力的国家，都注重尖端科研的投入，始终站在科学研究的前沿。
“大科学装置本身是由多学科支撑、众多高新技术集成和国际竞争的产物；同时也是支撑多学科与交叉学科的发展、先进的大型公共技术平台。它代表了国家科学基础设施的水平和技术制造能力，只有拥有并善用这样一批‘重器’，才能奠定中国在国际大科学研究中的重要地位。”赵永恒说。
（新华社南京7月25日电）
编辑： 孙丽君