LAMOST的三大任务
2007年5月28日凌晨,当时正处于调试中的LAMOST喜获首条天体光谱,如图5所示。随着调试的进行,随后数天LAMOST获得了越来越多的天体光谱。2007年6月18日晨,单次观测获得了超过120条的天体光谱。2008年9月27日夜,LAMOST在一次观测得到的光谱超过了1000条,打破了由SDSS项目保持的640根的“世界纪录”,LAMOST正式成为国际上天体光谱获取率最高的天文望远镜。
图5 LAMOST望远镜获得的首条天体光谱
她的建成使我国在大规模天文光谱观测研究工作跃居国际领先地位,为我国在天文学和天体物理学许多研究领域中取得重大科研成果奠定了基础。为了充分发挥LAMOST的威力,获得最大的科学回报,天文学家们结合望远镜的功能和特点为它制定了一系列的观测计划,设计了三大核心研究课题。
首先是研究宇宙和星系,一个是星系红移巡天,另一是通过获取的数据进一步研究星系的物理特性。星系物理是目前国际天文界相当热门的话题,宇宙的诞生、星系的形成以及恒星和银河系结构等前沿问题都建立在对星系物理的研究基础之上。研究宇宙大尺度结构依赖于星系红移巡天的工作。获取星系的光谱就能得到星系的红移,有了红移就有可以知道它的距离,有了距离就有了三维分布,这样就可以了解整个宇宙空间的结构。同时可以研究包括星系的形成、演化在内的宇宙大尺度结构和星系物理。这是一个环环相扣的工程,而获取星系的光谱则是最基础的一环。LAMOST的目标是观测1000万个星系、100万个类星体、外加1000万颗恒星的光谱。LAMOST建成后,由于要比SDSS计划所观测的星系和类星体的数目多十倍,由此可以预计,LAMOST将会以更高精度的方式来确定宇宙的组成和结构,从而使人类对暗能量和暗物质有更加深刻的认识。
第二个核心课题就是研究恒星和银河系的结构特征。主要瞄准更暗的恒星,观测数目更多一些,这样可以更多了解银河系更远处的恒星的分布和运动情况,弄清银河系结构。因为LAMOST能够做大量恒星的样本,所以可以尽量选更多、更暗的星来做大范围的研究。恒星是众多星系的重要组成部分。通过一颗恒星的光谱,天文学家可以分析出其密度、温度等物理条件,可以分析出其元素构成和含量等化学组成,还可以测量出其运动速度和运行轨迹等。研究了不同种类的恒星的分布,可以研究出银河系的结构和银河系的形成。
LAMOST的第三个核心课题是“多波段证认”,天文学界的惯例是在其他波段比如射电、红外、X射线、γ射线发现的天体要拿到光谱中分析。因为光谱理论充分,经验也多,这也造就了其它手段搜集到的有关天体的资料最终还是要通过光谱来确认。作为光谱获取率最高的天文望远镜,LAMOST对光学天文学的意义是不言而喻的。而多波段证认本身也是LAMOST的三大课题之一,通过与其它波段巡天望远镜,如X射线和望远镜相结合,它在许多天文学前沿问题的解决上都能起到相当大的作用。