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宇宙浩瀚無垠，并且時時刻刻都在發(fā)生著劇烈的天體運(yùn)動。當(dāng)重復(fù)觀測宇宙同一個區(qū)域，找出其中亮度或位置隨時間進(jìn)行變化的天體，叫做“時域巡天”。

2023年9月17日，由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國科學(xué)院紫金山天文臺聯(lián)合研制的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡正式啟用，這一望遠(yuǎn)鏡是目前北半球光學(xué)時域巡天能力最強(qiáng)的設(shè)備，將顯著提升我國時域天文研究能力。讓我們跟著星光的步伐，來了解它吧！

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡

來源丨中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

1 墨子巡天望遠(yuǎn)鏡的主鏡長什么樣？

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡位于青海省海西蒙古族藏族自治州冷湖鎮(zhèn)海拔4200米的賽什騰山天文臺址，是一臺大視場光學(xué)成像望遠(yuǎn)鏡。該望遠(yuǎn)鏡主鏡口徑2.5米，配備7.65億像素大靶面主焦相機(jī)，通光面積大、雜散光少，系統(tǒng)探測靈敏度高。

主鏡是望遠(yuǎn)鏡最重要也是最核心的部件之一。

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡主鏡來源丨新聞截圖

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡有一個大圓頂，圓頂上開有天窗，遙遠(yuǎn)的星光就是從這個天窗照射到厚達(dá)12厘米的主鏡上，主鏡上會鍍一層銀色的鋁反射膜。

來源丨新聞截圖

光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的觀測波段在360納米到920納米之間，波長越短，對鏡面的平整度的要求就越高。重力、微弱的氣流、熱脹冷縮等都可能小小地改變鏡面的形狀，而且鏡面越大，越難保持其精度。為了讓鏡面能夠在任何情況下都能完美成像，科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一項(xiàng)硬核技術(shù)——薄鏡面面型主動矯正技術(shù)。在鏡面背后有54個主動的光學(xué)支撐點(diǎn)，它們可以根據(jù)鏡面的形狀來實(shí)時改變力的大小，每照一張照片，鏡面都主動改變一次形狀。它能達(dá)到什么樣的平整度呢？打個比方，相當(dāng)于一個足球場大小的面積，起伏不超過一根頭發(fā)絲。

來源丨新聞截圖

每三個晚上，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡就能巡測一遍整個北天球，這么大的工作量，如何養(yǎng)護(hù)這塊主鏡呢？總設(shè)計(jì)師孔旭表示，如果灰塵比較少，就用風(fēng)吹把灰塵吹掉；如果特別臟的話，就給它重新鍍膜。

2 國內(nèi)最大靶面相機(jī)

主鏡會把星光繼續(xù)反射，穿過內(nèi)部的七塊透鏡，達(dá)到正上方的主焦相機(jī)。它看上去和相機(jī)鏡頭很相似，但它有一個很大的特點(diǎn)，它的靶面很大，也可理解為成像面很大。

一般相機(jī)成像面（邊長）約2厘米大小，而墨子巡天望遠(yuǎn)鏡是32.5厘米，是國內(nèi)最大靶面的相機(jī)，也屬于國際先進(jìn)行列。

這么大的相機(jī)它的成像效果如何呢？

它拍出來的一張照片，需要90塊4k超高清的電視顯示屏才能完全顯示，甚至連10公里外的一個乒乓球都能看清。

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡的探測器由9塊10厘米見方的電荷耦合器件CCD拼接而成。每一塊CCD上都排布著9000行9000列的像元。就是靠他們，照片的尺寸才能在尺寸巨大的基礎(chǔ)上還保持極高的清晰度。

3 為什么選址在青海省海西州茫崖市？

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡正式啟用的當(dāng)天，發(fā)布了一張?jiān)撏h(yuǎn)鏡在試觀測時拍攝的仙女座星系照片。仙女座星系是銀河系所在的本星系團(tuán)中最大的星系，是一個巨大的旋渦星系，星系編號為M31，星系直徑約22萬光年，距離地球大約254萬光年。

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡拍攝的仙女座星系

來源丨中國科學(xué)院

在地球上，并非每個地點(diǎn)都適合進(jìn)行宇宙觀測，天文臺址的選擇非常嚴(yán)苛：一要看得見，即云覆量小；二要看得透，即大氣要稀薄；三要看得真，即透明度好；四要看得清，即視寧度佳；五要看得深，即無光害或少光害；六要看得長，即晴夜數(shù)要多。

來源丨新聞截圖

盡管在人口眾多的城市可以為科研工作提供極大的便利，但對望遠(yuǎn)鏡來說，繁華地區(qū)就意味著人造光源影響大、人類活動影響大以及大氣污染嚴(yán)重等情況，這些非常不利于觀測活動。而青海冷湖鎮(zhèn)周圍人跡罕至，從冷湖鎮(zhèn)再開車100多公里，才能到達(dá)冷湖天文基地坐落的賽什騰山，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡的家就在這座山頂上。

墨子巡天望遠(yuǎn)鏡觀測基地遠(yuǎn)景來源丨中國科學(xué)院

賽什騰山氣候干燥，天氣晴朗，每天有將近10個小時的日照，每年天文觀測的可用時間高達(dá)300天。在位于海拔4200米的墨子巡天望遠(yuǎn)鏡工作平臺，能看到天際有一條很明顯的分界線，這是柴達(dá)木盆地里的浮塵和純凈的天空之間的界限。分界線大概在海拔3200米的位置。山下天空灰蒙蒙，山頂依然藍(lán)天，幾乎不受灰塵的影響。

截至目前，青海冷湖天文觀測基地已有11家科研單位12個望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目落地，全部建成后，這里將成為亞洲最大的天文觀測基地。

未來，墨子巡天望遠(yuǎn)鏡可監(jiān)測移動天體和光變天體，用于高效搜尋和監(jiān)測天文動態(tài)事件，可在高能時域天文、太陽系天體普查、銀河系結(jié)構(gòu)和近場宇宙學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為我國宇宙探測提供大量數(shù)據(jù)，推動我國的科技進(jìn)步。

文章綜合自：中國科學(xué)院紫金山天文臺公眾號、人民日報公眾號、中國青年網(wǎng)、北京日報