北半球最强望远镜上线！透过它能看见什么？

宇宙浩瀚无垠，并且时时刻刻都在发生着剧烈的天体运动。当重复观测宇宙同一个区域，找出其中亮度或位置随时间进行变化的天体，叫做“时域巡天”。

2023年9月17日，由中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台联合研制的墨子巡天望远镜正式启用，这一望远镜是目前北半球光学时域巡天能力最强的设备，将显著提升我国时域天文研究能力。让我们跟着星光的步伐，来了解它吧！

墨子巡天望远镜

来源丨中国科学技术大学

1 墨子巡天望远镜的主镜长什么样？

墨子巡天望远镜位于青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖镇海拔4200米的赛什腾山天文台址，是一台大视场光学成像望远镜。该望远镜主镜口径2.5米，配备7.65亿像素大靶面主焦相机，通光面积大、杂散光少，系统探测灵敏度高。

主镜是望远镜最重要也是最核心的部件之一。

墨子巡天望远镜主镜来源丨新闻截图

墨子巡天望远镜有一个大圆顶，圆顶上开有天窗，遥远的星光就是从这个天窗照射到厚达12厘米的主镜上，主镜上会镀一层银色的铝反射膜。

来源丨新闻截图

光学望远镜的观测波段在360纳米到920纳米之间，波长越短，对镜面的平整度的要求就越高。重力、微弱的气流、热胀冷缩等都可能小小地改变镜面的形状，而且镜面越大，越难保持其精度。为了让镜面能够在任何情况下都能完美成像，科研团队开发了一项硬核技术——薄镜面面型主动矫正技术。在镜面背后有54个主动的光学支撑点，它们可以根据镜面的形状来实时改变力的大小，每照一张照片，镜面都主动改变一次形状。它能达到什么样的平整度呢？打个比方，相当于一个足球场大小的面积，起伏不超过一根头发丝。

来源丨新闻截图

每三个晚上，墨子巡天望远镜就能巡测一遍整个北天球，这么大的工作量，如何养护这块主镜呢？总设计师孔旭表示，如果灰尘比较少，就用风吹把灰尘吹掉；如果特别脏的话，就给它重新镀膜。

2 国内最大靶面相机

主镜会把星光继续反射，穿过内部的七块透镜，达到正上方的主焦相机。它看上去和相机镜头很相似，但它有一个很大的特点，它的靶面很大，也可理解为成像面很大。

一般相机成像面（边长）约2厘米大小，而墨子巡天望远镜是32.5厘米，是国内最大靶面的相机，也属于国际先进行列。

这么大的相机它的成像效果如何呢？

它拍出来的一张照片，需要90块4k超高清的电视显示屏才能完全显示，甚至连10公里外的一个乒乓球都能看清。

墨子巡天望远镜的探测器由9块10厘米见方的电荷耦合器件CCD拼接而成。每一块CCD上都排布着9000行9000列的像元。就是靠他们，照片的尺寸才能在尺寸巨大的基础上还保持极高的清晰度。

3 为什么选址在青海省海西州茫崖市？

墨子巡天望远镜正式启用的当天，发布了一张该望远镜在试观测时拍摄的仙女座星系照片。仙女座星系是银河系所在的本星系团中最大的星系，是一个巨大的旋涡星系，星系编号为M31，星系直径约22万光年，距离地球大约254万光年。

墨子巡天望远镜拍摄的仙女座星系

来源丨中国科学院

在地球上，并非每个地点都适合进行宇宙观测，天文台址的选择非常严苛：一要看得见，即云覆量小；二要看得透，即大气要稀薄；三要看得真，即透明度好；四要看得清，即视宁度佳；五要看得深，即无光害或少光害；六要看得长，即晴夜数要多。

来源丨新闻截图

尽管在人口众多的城市可以为科研工作提供极大的便利，但对望远镜来说，繁华地区就意味着人造光源影响大、人类活动影响大以及大气污染严重等情况，这些非常不利于观测活动。而青海冷湖镇周围人迹罕至，从冷湖镇再开车100多公里，才能到达冷湖天文基地坐落的赛什腾山，墨子巡天望远镜的家就在这座山顶上。

墨子巡天望远镜观测基地远景来源丨中国科学院

赛什腾山气候干燥，天气晴朗，每天有将近10个小时的日照，每年天文观测的可用时间高达300天。在位于海拔4200米的墨子巡天望远镜工作平台，能看到天际有一条很明显的分界线，这是柴达木盆地里的浮尘和纯净的天空之间的界限。分界线大概在海拔3200米的位置。山下天空灰蒙蒙，山顶依然蓝天，几乎不受灰尘的影响。

截至目前，青海冷湖天文观测基地已有11家科研单位12个望远镜项目落地，全部建成后，这里将成为亚洲最大的天文观测基地。

未来，墨子巡天望远镜可监测移动天体和光变天体，用于高效搜寻和监测天文动态事件，可在高能时域天文、太阳系天体普查、银河系结构和近场宇宙学等领域发挥重要作用，为我国宇宙探测提供大量数据，推动我国的科技进步。

文章综合自：中国科学院紫金山天文台公众号、人民日报公众号、中国青年网、北京日报