【中國科學報】打造南方天文觀測研究集群

2021-01-13 中國科學院

  中科院雲南天文臺有著悠久的歷史。其最早的歷史可追溯至1938年,原中央研究院天文研究所為躲避戰火,從南京遷至雲南省昆明市東郊鳳凰山,由此掀開了雲南天文臺的發展歷史。

  70多年過去,今天的雲南天文臺已發展成一臺兩站的綜合性天文臺,在國內外眾多天文科研機構中佔有重要的一席之地。

  中科院雲南天文臺未來的發展重點在哪裡?其「一三五」規劃如何設計?日前,中科院雲南天文臺臺長韓佔文就此接受了《中國科學報》記者的採訪。

  一個園區兩個基地 

  中科院雲南天文臺正式成立於1972年。今天的雲南天文臺,一臺兩站,包括雲南天文臺本部、麗江天文觀測站和撫仙湖觀測站,是專業基礎研究與應用研究綜合科研機構。

  「很多人可能不知道,我們不僅參與了國家嫦娥探月工程項目,承擔數據接收任務,還與包括英國劍橋大學、牛津大學、美國國立天文臺、哈佛大學、德國馬普學會、日本國立天文臺、南京大學、北京師範大學等在內的許多國內外著名天文科研機構,在天文學觀測與研究、望遠鏡及其終端設備研製、天文新技術研究等方面,建立了廣泛的合作關係。」韓佔文說。

  目前,雲南天文臺本部在鳳凰山的科學園區,主要的研究團組包括大樣本恆星演化、恆星物理、雙星物理、太陽活動區物理、自適應光學與應用、射電天文、系外行星選址和日冕觀測、天體測量技術及應用、天文技術實驗室等。

  除了鳳凰山,雲南天文臺還在麗江建立了觀測站。「麗江高美古觀測基地具有緯度低、海拔高、視寧度好的地理優勢,能讓科研人員觀測到更多、更遠、更清晰的天體目標。」韓佔文介紹說,目前雲南天文臺在麗江基地已經建設的科學裝置包括2.4米光學望遠鏡、1.8米自適應光學望遠鏡、日冕儀、國際聯測60釐米全自動光學望遠鏡BOOTES-4等等。

  「利用2.4米光學望遠鏡,我們已在國際核心學術期刊上發表40篇論文,發表20個超新星的國際天文聯合快報,還發現了我國紅移最高的類星體。」

  而澄江撫仙湖觀測基地則具有低緯度、高海拔、高原深水湖泊,8個時區內唯一高分辨數據等地理優勢,目前已經建好的裝置包括太陽塔、太陽射電望遠鏡、實驗樓等。

  「1米紅外太陽塔,裝備高解析度光球和色球成像裝置,以及多波段和大色散光譜儀,我們正在進行偏振測量系統的研究。」韓佔文說。

  如今,鳳凰山綜合觀測平臺正在研製53釐米雙筒望遠鏡。它於2013年6月完成安裝,目前正在調試過程中,望遠鏡伺服控制系統由研究組獨立完成。該望遠鏡主要用來發射高功率雷射,配合1.2米望遠鏡實現更小空間碎片漫反射雷射測距。

  科學研究成果不斷 

  在重大科學研究成果的產出方面,雲南天文臺近年來也有不俗的表現。

  韓佔文著重向記者介紹了中國科學院天體結構與演化重點實驗室的建設情況。它是2009 年12 月底經中國科學院批准成立,由雲南天文臺大樣本恆星演化研究組、恆星物理研究組、雙星研究組、高能天體物理研究組、星系研究組、射電天文研究組、麗江觀測基地聯合組成。

  實驗室在恆星與星系研究方面獨具特色,其研究方向包括恆星結構與演化、雙星演化;特殊恆星的形成、Ia型超新星前身星、X射線雙星;黑洞及其他緻密天體;活動星系核、正常星系的結構與演化吸積盤、系外行星等等。

  「實驗室已完成科研項目60餘項,成為面向國內外天文界開放的天文學觀測及天體物理理論研究平臺。」韓佔文說。

  在硬體建設方面,雲南天文臺還於2013年初完成了超算平臺建設,浮點運算能力達12.2萬億次,配備存儲100T,其運算能力為雲南省目前最高。

  「一三五」全力推進 

  韓佔文表示,雲南天文臺的發展規劃可用「一三五」來概括。

  「一」是指一個定位,即打造中國南方天文觀測和研究集群。雲南天文臺是我國目前最好的光學天文觀測基地,在全球天文觀測網和空間監測網中佔據不可缺少的位置。而打造南方天文觀測和研究集群,使雲南天文臺成為國際上有重要影響的天文學研究機構成為雲南天文臺未來發展的最大目標。

  「三」是指力爭在天體結構與演化、太陽活動與空間災害性天氣、應用天文研究三個方面取得重大突破。

  在天體結構和演化的研究領域,雲南天文臺爭取解答一些關鍵問題:行星系統的動力學演化過程是什麼?超新星的前身星是什麼?恆星內部的對流和磁場及其相互作用是怎樣的?星系併合的動力學過程是什麼?超大質量黑洞附近的物質及動力學結構是什麼?

  韓佔文進一步介紹說,雲南天文臺在天體結構和演化研究方面有很強的實力。依託天體結構和演化重點實驗室的人才優勢和2.4米、1.8米等新技術天文望遠鏡及高色散光譜儀、高精度偏振儀等觀測設備,結合國內外多波段巡天觀測資料,發揮國際合作、學科交叉的優勢,充分利用多波段觀測手段,他們將爭取在天體結構和演化的研究方面取得跨越式發展。

  在太陽活動與空間災害性天氣的研究領域,他們力爭解答空間災害性天氣是如何產生和被驅動的、在太陽大氣中能量是如何傳輸和積累的、太陽磁場和流場的基本結構如何等問題。

  「面向國家戰略需求、面向國民經濟發展、面向區域防災減災,是雲南天文臺應用天文的發展方向。」韓佔文說。

  「五」則是指五個重點培育方向,具體包括系外行星研究、太陽活動區物理機制研究、空間目標精確測量、紅外天文技術、西部選址及大型地面裝置發展等。

  「雲南天文臺將秉持『出成果出人才出思想』的宗旨,圍繞『一三五』規劃,腳踏實地,務實高效推進我們的工作。」韓佔文說。

  (原載於《中國科學報》2014-06-16 第5版 創新周刊)

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