探秘中国现代光学天文的摇篮

作者: 闫宏亮, 陈颖为

来源: 赛先生

发布日期: 2019-02-12 18:30:00

文章详细介绍了中国科学院国家天文台兴隆观测站,作为亚洲规模最大的光学天文观测基地,兴隆站不仅拥有现代化的天文望远镜,还通过科普活动积极推动天文教育和公众科学素养的提升。

世界上只有两件事物能够震撼人们的心灵:一件是我们心中崇高的道德准则,另一件是我们头顶上璀璨的星空。——伊曼努尔·康德

在河北省内燕山主峰雾灵山南麓的连营寨,九座现代化的天文望远镜伫立于郁郁葱葱的山脊之上,这里就是当今亚洲规模最大的光学天文观测基地——中国科学院国家天文台兴隆观测站。兴隆县隶属于河北省承德市,它位于北京的东北方向,被北京、承德、天津和唐山四个城市所环绕,海拔约900米。

兴隆站的美丽多半要归功于建站之后的绿化。从山下抬头仰望,漫山遍野都是茂密成林的油松。无论是春季的漫山野花、夏季的延绵云海、秋季的无尽红叶还是冬季的皑皑白雪,加上永远宁静的村庄和清洁的空气,总让人流连忘返,有一种身处世外桃源的感觉。

不过若你有幸在这里留宿,夜晚的兴隆站才会真正展现出她最迷人的一面。璀璨的银河划开整个夜空,繁星点点令我们眼花缭乱。也许在此之前你从未感受过星空的壮丽,但在这里只要你抬头一望,便立刻能领悟“震撼”二字的含义。

和普通望远镜不同,科研用的天文望远镜更大、更重、精度更高,同时也很难移动。因此建设天文望远镜之前,必须考虑一个重要的问题:建在哪?这个过程叫做“选址”,天文学家们需要前往全国各地人烟罕至之处(为了避开光污染),选择晴夜数较多(有更多的时间可以观测)、大气宁静度较好(拍摄的图像质量会更好)的地点作为台址。

兴隆站目前共有50厘米以上的天文望远镜9架,它们组成了中国光学天文的明星战队。这里既有著名的地标性建筑郭守敬望远镜(LAMOST),又有我国自主研制的第一台大型光学望远镜“216”,还有身材虽小但贡献超群的“性价比之王”施密特望远镜,等等。每一台望远镜背后都有着精彩的故事,凝结着天文学家和工程师们的汗水。

LAMOST是目前我国最大的光学望远镜,其有效通光口径达到4米。去过兴隆站的人永远都不会忘记LAMOST,它明显异于其他望远镜的造型简直就是在对别人说:快看我啊。于是当你兴冲冲跑到它的“镜筒”前面,想体验一下这个庞然大物震撼的主镜时,却发现……这个“镜筒”竟然是堵!死!的!

2.16米望远镜是兴隆站的又一当家花旦,天文圈的人都亲切地称她为216。很多人奇怪:为什么望远镜的直径不取一个整数呢?其实这是按照英制单位来计算的,她是一架85英寸口径的望远镜,换算过来就是2.16米。这架望远镜是由我国自主设计并建造的天文望远镜。她于1986年奠基,1989年落成,后又经历过多次设备改进和优化升级,直到现在依然是中国光学望远镜的主力之一,并贡献过大量一流的科学成果。

小型望远镜的造价和维护成本都远远低于大中型望远镜,但它们的产出依然硕果累累,可以说是性价比最高的望远镜了。施密特望远镜是一架古老的小型望远镜,它于1963年安装完毕,并于1968年被迁移至兴隆观测站。虽然它的口径仅有60/90厘米,但凭借出色的光学素质、优秀的团队和清晰的科学目标做出了相当多的科学成绩。

兴隆基地在服务于科研发展的同时,一直在积极推进“科教结合”和全民科学普及工作,希望提高公众天文素养。迄今,兴隆站开展了丰富多彩的科普互动,其中包括:与清华大学、北京师范大学、广州大学分别共建了80厘米、85厘米、1.26米望远镜;作为北京大学、北京师范大学、山东大学、河北师范大学等十余所高校的学生实习基地,每年接待高校学生实习300余人次并联合培养研究生;每年接待公众参观10000余人次。

据说“兴隆”二字来源于古语,意为“夜晚的草席”或“星空下酣睡之处”。虽然这个说法已经无可考据,但至少用来形容现在的兴隆可谓恰到好处。兴隆观测站可以称得上是新中国光学(包括红外)天文观测的摇篮。更难能可贵的是,这座历史悠久的观测站五十年来似乎从未老去,随着更多新设备的落成和旧设备的升级改造,越发显得年轻和光彩夺目。

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