点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:天文学家眼中的星之“观星指南”
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

天文学家眼中的星之“观星指南”

来源:光明网2020-09-15 10:22

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  自从开始做天文研究,就有很多人好奇地来问我,你是怎么看星星的?其实还能咋看,搬个小板凳坐那看呗……

  为了生动地回答这个问题,接下来就说说天文工作者眼中的星空。

  怎么看?

天文学家眼中的星之“观星指南”

图1.电视剧《人民的名义》画面(图源:网络)

  提到天文学家看星星,许多人就会想到上面这个场景。但对于专业天文人员来说,上面这个做法早就不用了。

  自从人类发明了照相底片,照相天文学就取代了肉眼观测;CCD发明之后,很快就彻底取代了照相底片。而且科研级别的主流天文观测也已经摈弃折射式望远镜多年了,现在大部分采用反射式望远镜。

  名词解释:CCD Charge-coupled Device,中文全名“电荷耦合器件”。这个名字实在不好理解。不过不要紧,大家玩的相机(包括手机的相机),镜头后面的焦点位置上,就是这个东西,或它的兄弟版本CMOS。简单理解成电子胶卷就好。

  当然了,早期的天文学家还是用人眼去观测并记录的,比如下图中威廉·赫歇尔制造的望远镜。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图2:威廉·赫歇尔的望远镜示意图(图源:网络)

  图3是新疆天文台南山观测站的一米望远镜,是很常见的一台地平式反射望远镜。地平式是说这台望远镜的转动轴的安装方式。图中蓝色支架后面的黑色部分,它的内部是主镜面(这个角度看不到主镜,而且主镜在镜盖的保护之下)。主镜面把星光聚焦到图中左侧支架顶端的主焦点上。然后主焦点的设备(其实也就是CCD)就记录下了星光的信号。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图3:新疆天文台南山观测站一米望远镜(图源:郑捷)

  顺便说一句,这张照片中的最左边有根管子,这是正在对望远镜进行维护的场景,不是正常观测中的情形。

  天文学家在哪看?

  望远镜被安装在楼上的圆顶里,而我们则在楼下的控制室进行操控,图4就是控制室的样子。看起来好像很多屏幕,其实并没有那么多计算机,因为有些计算机需要多个屏幕共同工作。算起来也就四五台计算机吧。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图4:新疆天文台南山观测站一米望远镜观测室内景(图源:郑捷)

  为什么需要那么多屏幕呢?因为我们在工作的时候需要同时监控很多信息,例如一台计算机控制望远镜的指向,以及望远镜的观测计划,一台计算机控制望远镜数据的采集,还要负责显示采集到的图像数据。此外还有一大堆的杂事,例如监控天气状态,填写观测日志,数据质量监控,数据传输和备份……

  可能有人说,这么多事情,为啥不做多窗口呢?两个方面的原因,一方面我们不能让每台计算机工作负荷太重,都是实时系统,万一哪台机子太忙碌,整个系统都会出问题的。其次呢,这些信息都是我们必须监控的,甚至窗口都不宜重叠,必须让我们在操作时一眼就能看到,所以就只能这么多了。

  那么一个人能同时看这么多东西吗?答案是能的。对于新手来说,手忙脚乱是难免的,因为除了看一大堆东西,还要操作一大堆东西,但是熟练了之后其实没那么可怕。因为很多关键信息都知道在哪里,扫一眼就知道是否正常。现在设备的自动化程度都非常高,出现异常都会给出提示,所以没那么恐怖。

  全波段和多信使天文学

  事实上前面提到的只是光学望远镜!

  天文观测从400多年前伽利略把望远镜指向天空开始,进入了望远镜时代,之后波段逐渐扩展到射电望远镜等,再然后飞快地进入了全电磁波段时代。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图5:中国科学院新疆天文台南山观测站26米射电望远镜,远处为原25米射电望远镜天线。这是反射式射电望远镜,是日常所见典型的“大锅”(图源:郑捷)

天文学家眼中的星之“观星指南”

图6:500米口径球面射电望远镜(FAST,又名中国天眼),这是一台举世瞩目的射电望远镜(图源:国家天文台)

  随着中微子天文学和引力波天文学在近年的出现和发展,天文学已经进入了多信使时代。近年来,随着人类将一台台空间望远镜送入太空,现在的观测设备是空间、地基两开花。

  虽然不同的观测方式使用的设备差异非常大,但是出于传统习惯,我们仍都称它们为望远镜,尽管早已不是“镜子”了。比如下面这张图,你能猜出这是啥?这是1932年央斯基的“旋转木马”天线,也是人类第一台射电天文望远镜。

天文学家眼中的星之“观星指南”

图7:人类第一台射电望远镜(图源:网络)

  作者简介:郑捷,别名小林,理学博士,中国科学院国家天文台助理研究员,兴隆观测基地驻站天文学家,主要从事多波段恒星测光巡天观测和数据处理,以及天文软件研发工作。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 以军再次轰炸贝鲁特南郊

独家策划

推荐阅读
(记者冯丽妃)3月4日,全国政协十四届四次会议首场“委员通道”集体采访活动在北京人民大会堂举行。”  令人欣慰的是,潘建伟表示,通过国家重大科研任务的锤炼,我国量子科技研究队伍呈现年轻化、跨学科交叉的特点,并且兼具前沿探索和工程攻关的能力。
2026-03-05 09:56
全国人大代表、广东茂名化州市培林橘红种植专业合作社社长廖志略带来的化橘红树苗。这是全国人大代表、广东茂名化州市培林橘红种植专业合作社社长廖志略制作的集纳了乡亲们笑脸的3D照片。
2026-03-05 09:56
在天津市滨海新区,海上油气平台建设工人操作打磨机器人。不仅是我们团队,金凤实验室已为入驻科学家搭建病理表型组平台、纳米合成平台等8个国际领先的科研平台,提供科研设施设备超过6000台套。
2026-03-05 09:56
中国科学院广州地球化学研究所王强研究员团队联合国际合作者的一项最新研究给出了答案:高原并非一直向上生长,而是经历了两次“抬升—沉降”的起伏旋回。“青藏高原的生长不是简单的‘长高’,而是多阶段‘抬升—沉降’交替的结果。
2026-03-05 09:56
全国政协委员、宁德时代新能源科技股份公司董事长曾毓群从产业实战经历出发,分享了独属我国新能源事业的攀登故事。他坚信,秉持攀登精神、锚定目标,脚踏实地、勇毅笃行,就没有越不过去的险峰,就没有实现不了的梦想!
2026-03-05 09:56
在从事概率地震危险性分析、地震灾害风险评估工作中,我深刻感受到新兴技术发展日新月异,大大提升了我国的防灾减灾能力。
2026-03-04 09:42
从火星之上的精细探测,到地球深处探测的装备突破,我们用持续的创新创造,把关键核心技术牢牢掌握在中国人自己手中,为培育新质生产力、促进高质量发展贡献力量。
2026-03-04 09:41
我们始终坚持教育、科技、人才一体发展,推行“本硕博一体贯通+产业+专家+基地”模式,通过“博士村长”计划,培养了一大批知农爱农的复合型人才。
2026-03-04 09:40
回望“十四五”,中国经济在世界百年未有之大变局中彰显强大韧性,让我对高质量发展路径有了更深刻的认知。
2026-03-04 09:39
中国科学院国家天文台,年过八旬的中国科学院院士汪景琇春节假期一直在办公室忙碌,“有篇科普文章刚开了头,得抓紧写出来。”
2026-03-04 09:38
从实验室到产业化应用并不容易。王鹤说:“企业要想迅速响应市场需求,需要强化企业创新主体地位,让创新链和产业链无缝对接。”
2026-03-04 09:37
创新驱动是产业从“量大”走向“质强”的关键一跃,更是培育新质生产力的主引擎。
2026-03-04 09:36
我国生成式人工智能用户规模和普及率快速提升。
2026-03-03 09:37
本报讯(记者陶稳 通讯员张莹)突然出现头晕、头痛、视力障碍、肢体麻木无力,持续几分钟到几小时,无法缓解……遇到这些情况别大意,可能是“沉默的杀手”脑梗死在作祟。
2026-03-03 09:35
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学研究团队,在钙钛矿太阳能电池埋底界面工程领域取得重要突破。
2026-03-03 09:34
今年元宵节,适逢月全食。新华社发(刘兵 摄)  本次月全食将从3日傍晚开始,整个过程主要分为半影食始、初亏、食既、食甚、生光、复圆、半影食终七个阶段。2025年9月7日夜晚至8日凌晨,在山西大同古城墙乾楼拍摄的月全食轨迹(多张堆栈),形似“金箍棒”。
2026-03-03 09:33
水稻患上了病毒病,往往矮化、分蘖(稻等植物发育的时候,在幼苗靠近土壤的茎节上生出分枝)增多,严重的甚至绝收。这一成果不仅解决了困扰学界的植物抗病毒免疫扩增谜题,更为培育“抗病不减产”的水稻新品种开辟了全新路径。
2026-03-03 09:33
这三项国家标准是:《食品安全国家标准 植物源性食品中352种农药及其代谢物残留量的测定液相色谱-质谱联用法》《食品安全国家标准 植物源性食品中242种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》和《食品安全国家标准植物源性食品中草甘膦等4种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》。
2026-03-03 09:32
由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所主导的一项研究,在江西省九江市武宁县志留纪地层中发现盔甲鱼类大庸鱼科一新属种——武宁西海鱼。
2026-03-03 09:32
太空探索技术公司下属企业xAI为该项目另一竞争方,尽管其创始人埃隆·马斯克长期表示反对开发“杀人的新工具”。
2026-03-02 13:02
加载更多