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在LAMOST建成之前，人类已经通过摄影观测了数百亿个天体，但只有万分之一的天体进行了光谱观测。 LAMOST在国际天文领域开创了大规模光谱巡天的先河。 从那时起，天文光谱数据呈指数级增长。

赵永恒 LAMOST运营发展中心常务副主任

夜幕降临，万物寂静。 静谧的燕山之巅，一只“巨眼”缓缓睁开，眺望浩瀚星空，追寻宇宙奥秘。 这只“眼睛”就是中科院国家天文台的国家重大科学项目——郭守敬望远镜（LAMOST）。

近日，LAMOST 1年试点巡天和8年正式巡天数据集向国内天文学家和国际合作者发布。 包含约1700万张光谱和775万组恒星参数，数据产品精度达到国际先进水平。

此次发布的数据有何特点？ 光谱望远镜“领头羊”LAMOST取得了哪些伟大成就？ 它接下来的观察计划是什么？ 带着一系列问题，科技日报记者采访了LAMOST运营发展中心常务副主任赵永恒。

为 Stellar Registry 构建 Milky Way 基础数据库

LAMOST是“Large Sky Area Multi-Object Fiber Optic Spectroscopy Telescope”的英文缩写。 通过国家验收后不久，正式命名为“郭守敬望远镜”。 而郭守敬是元代天文学家，发明了多种观测仪器。

LAMOST“看到”了什么？ 星星。

与传统的“照相”天文望远镜不同，LAMOST 并不拍摄某个天空区域的恒星照片，而是获取它要观测的每颗恒星的光谱信息。

1825年，法国哲学家孔德断言：“星体的化学成分是人类永远无法获得的知识”。 然而不久之后，这个判断就被无情地推翻了。 那时，光谱学诞生了，天体物理学从此正式成为天文学的一个重要分支。

科学家们发现，每一种化学元素都有自己独特的光谱曲线，就像身份证一样容易辨认。 从此，人们才知道，那遥远而神秘的星光，经过漫长的星际旅行，跌跌撞撞地投入了地球的怀抱，带来的不仅仅是“它在那里”的消息，还有“它曾经在那里”的消息。 究竟是什么形式”的诸多谜团。

基于光谱分析，从这团星光中，我们不仅可以发现恒星的化学成分和元素丰度，还可以推断出它的许多性质，如天体类型、距离、视向速度、物理条件（温度） ，密度，压力等），天体的年龄等。通过对大量天体的光谱观测，也可以发现许多特殊的天体和天文现象。

为此，赵永衡将分光望远镜LAMOST的工作比作对恒星的“普查”。

所有这些都将服务于LAMOST成立之初的三大科学目标：银河系结构与演化研究、星系与宇宙学、多波段目标验证。

继2011-2012年完成试点巡天后，LAMOST于2012年9月开始正式巡天，到2020年6月，已经8年了。

“这一次，我们对数据处理系统进行了更新，历时9个月对1年试点巡天和8年正式巡天的全部数据进行了重新处理，确保了巡天数据的系统性、一致性和完整性。”方便研究人员使用。” 赵永恒说道。

海量、复杂的光谱巡天数据经过处理和质量分析后，将被归类为相应的“标签”，收录到数据库中，成为建设“数字星系”的重要基石，等待科学家们检索和研究。

据悉国产光纤光谱仪，国家天文科学数据中心为本次数据发布搭建了专门的数据发布平台，科学用户可登录网站进行数据查询和下载。

看得更清楚，首创大范围光谱巡天

开放和分享是天文界的优良传统，LAMOST一直秉承这一优良传统。

每年，LAMOST 都会发布其最新数据。 这些数据将首先向国内天文学家和国际合作者开放国产光纤光谱仪，1年半后向全社会开放。

这些开放数据为全社会创造的研究价值是惊人的。 “我们进行了一项调查，检索了使用 LAMOST 数据发表研究结果的论文，发现大约 1/3 的结果是使用其所有公开数据进行研究的。” 赵永恒介绍道。 同一个宇宙，同一个星空。 这一调查结果再次验证了共享观测数据对于促进宇宙认知的重要意义。 另一方面也说明LAMOST基础数据库就像一座富矿，等待淘金的冒险者继续挖掘。 那么，问题来了。 LAMOST通过什么手段获取大量高价值数据？

赵勇勇指出，LAMOST拥有两项创新技术：有源光学技术和并行可控光纤定位技术。 古人云，鱼与熊掌不可兼得。 对于望远镜来说，大口径意味着“看得清”，大视场则“看得更多”。 两者是鱼和熊掌的矛盾。 以上两项技术让LAMOST看得更清楚、看得更多。

主动光学技术就是主动改变镜片的形状，“自动对焦”让图像更清晰。 LAMOST创造性地应用该技术，突破了望远镜大口径、大视场的瓶颈，使其成为世界上最大的大口径、大口径、光谱获取率最高的望远镜。

早些时候，光谱望远镜一次只能观察一个物体。 后来随着科学技术的发展，同期光谱望远镜的观测次数逐渐增多。 到LAMOST建成前夕，世界上同类设备最多可同时观测640个天体。 拉莫斯特呢？ 答案是 4000。

1.75米的焦板上密密麻麻地安装了4000根光纤。 LAMOST全自动光纤定位系统可以在几分钟内根据星表位置精确定位光纤，然后开始观测。

此前，国际通用的做法是人工放置光纤，往往需要数小时。 而且每次改变观测天区前，都需要将光纤的位置调整到星表的位置，不仅费时费力，而且定位精度差。 LAMOST光纤定位误差不超过40微米，比头发丝还细。

“LAMOST的复杂设计和制造全部由中国科学家完成。在它建成之前，人类通过照片观察了数百亿个天体，但只有万分之一进行过光谱观测。” 赵永衡指出，LAMOST在国际天文领域开创了大规模光谱巡天的先河。 从那时起，天文光谱数据呈指数级增长。

二期巡天多领域成果丰硕详细绘制璀璨星图

从LAMOST数据库丰富的矿山中，科学家们发现了很多宝藏。

在银河系结构研究领域，基于LAMOST的数据，科学家们改写了之前对银河系大小的认识，发现银河系比之前认为的要大一倍。 另一项代表性成果是LAMOST重新树立了光环结构的新形象。 研究人员分析了恒星的分布，发现光环内部呈扁圆状，而外部逐渐呈球形，恒星的数量密度以一种新的规律由内向外递减。 这一明确的观测证据推翻了先前关于恒星晕是一个轴比恒定的扁球体的猜想。

在银河系演化领域，基于LAMOST的数据可以进行多种研究。 比如分析银盘中恒星的类型，恒星如何演化，分析星系的并合过程，确认一颗恒星是“本土居民”还是“星际移民”等等。

对于特殊天体的研究，LAMOST也很强大。 例如，借助LAMOST巡天的优势，研究人员发现了一个恒星黑洞。 这一成果颠覆了人们对恒星黑洞形成的认识，有望推动恒星演化和黑洞形成理论的创新。 LAMOST还发现了锂含量最高的恒星，号称宇宙中“最大的移动电源”。 已发现数万颗富锂巨星候选者，构建了世界上最大的富锂巨星样本。

“基于LAMOST数据的研究成果数不胜数，以上只是其中具有代表性的几项。” 赵永恒介绍，LAMOST的观测以5年为一个阶段进行，并设定了相应的目标。 2012-2017年为低分辨率光谱巡天阶段。 2018-2023年为中分辨率光谱巡天第二阶段，采用中、低分辨率光谱巡天模式交替进行。 观察任务也不同。 第一阶段针对“扫描”，粗略绘制出观测天区的星图； 第二阶段重在“看”，重点观察感兴趣的领域。

赵永恒表示，LAMOST目前正处于巡天第二阶段，每年将有2-3百万条光谱数据输出。 预计到2022年，该望远镜发布的光谱数量有望超过2000万张。