今年9月，中國科學技術大學-中國科學院紫金山天文臺大視場巡天望遠鏡——墨子巡天望遠鏡正式啟用。

　　墨子巡天望遠鏡位于海拔4000多米的青海冷湖天文觀測基地，也是目前全球光學時域巡天能力最強大的設備。 “墨子巡天”，“巡天”是什么意思？為什么要巡天呢？

　　宇宙中存在劇烈活動的天體，是研究重大物理問題的天然實驗室。重復觀測同一個“天區(qū)”，找出亮度或位置會隨時間而變化的天體，叫做“時域巡天”。這種時域天文學研究，在引力波探測、系外行星搜尋、銀河系中心超大質量黑洞探測等領域具有重要意義。

　　作為目前全球光學時域巡天能力最強大的設備，“墨子”擁有一批硬核關鍵技術。比如薄鏡面面型主動矯正技術，能夠達到的平整度相當于一個足球場的大小，起伏不超過一根頭發(fā)絲。硬核在身，所以墨子巡天望遠鏡運行才幾個月，就探索到了宇宙深處一些不為人知的時變天體，取得了多個初步成果。

　　把星光變成照片 “墨子”彰顯硬核實力

　　墨子巡天望遠鏡近日剛拍攝到最新仙女座星系照片。仙女座，是從地球上人類肉眼能看到的最遠星系。來自仙女座的光，走了252萬年，才到達地球。讓我們沿著星光凝視地球的軌跡，從逆向來看墨子巡天望遠鏡的眼睛，認識它的各種硬核能力。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：我來介紹一下，這是我們望遠鏡的圓頂，上面有個天窗，星光就從天窗到達望遠鏡的本體。接下來，我們到望遠鏡的圓頂里面，詳細了解星象的成像過程。星光從望遠鏡的天窗進來，直接打到望遠鏡的主鏡。

　　當“鏡頭蓋”徐徐打開，主鏡正式亮相。它的口徑是2.5米，厚度為12厘米，像一張巨大的CD碟片。表面映出的鋼架倒影，清晰得就像鋼架本身一樣。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：（主鏡）上是一層銀色的鋁反射膜。星光打到鏡面上以后，通過反射膜，反射到主焦裝置上去。鏡面可以隨時調整形狀，使得它任何時候都能完美地成像。這是我們一個硬核技術——薄鏡面面型主動矯正技術。

　　光學望遠鏡的觀測波段在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。熱脹冷縮、重力乃至氣流，都會小小地改變鏡面的形狀。鏡面越大，保持精度越困難。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：在鏡面背后看不見的地方，有54個主動的光學支撐點，它們可以根據鏡面的形狀來實時改變力的大小，面型主動矯正技術，每照一張照片，鏡面都主動改變一次形狀。它能達到多高的平整度呢？相當于一個足球場大小的平面，起伏不超過一根頭發(fā)絲。

　　每三個晚上，墨子巡天望遠鏡就能巡測一遍整個北天球。作為望遠鏡的核心，這塊寶貝主鏡該如何養(yǎng)護？方法比想象中簡單。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：如果灰塵比較少，我們就用風吹把它（灰塵）吹掉，如果特別臟的話，我們就給它重新鍍膜。

　　主鏡面的正上方，是望遠鏡的主焦裝置，它看上去和相機鏡頭很相似。星光先照到望遠鏡的主鏡，再反射到主焦裝置，穿過內部的七塊透鏡，達到主焦相機。這臺主焦相機，也包含了相當硬核的技術。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：它就相當于我們人眼的視網膜。這個相機有一個很大的特點，它的靶面很大。一般相機成像面（邊長）也就兩厘米大小，這個望遠鏡的相機的靶面很大，（邊長）是32.5厘米，是國內最大靶面的相機，同時在國際也屬于先進。

　　墨子巡天望遠鏡的探測器由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。它能拍出的照片尺寸驚人，清晰度極高。一張照片，需要90塊4k超高清的電視顯示屏才能把照片的全尺寸顯示出來，10公里外的一個乒乓球都能看清。薄鏡面面形主動矯正技術和大靶面CCD拼接相機，由項目團隊在國外技術封鎖、無從借鑒的情況下努力開發(fā)，他們用最短的時間，實現了核心技術的原創(chuàng)突破，大大提高了我國的時域天文觀測能力，達到國際先進水平。

　　運行百天 墨子巡天望遠鏡獲16500幅圖像

　　今年9月17日，由中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺聯合研制的墨子巡天望遠鏡正式啟用，到現在已過百天。正式啟用以來，墨子巡天望遠鏡都有哪些發(fā)現呢？繼續(xù)跟隨記者去了解。

　　總臺央視記者 卞曉妍：這里就是墨子巡天望遠鏡的控制室了，所拍攝的照片，工作人員不僅可以在這里實時查看，而且在數千公里之外，中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺實驗室內，研究人員也可以實時查看這些照片。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師孔旭，正和工作人員一起看望遠鏡拍的新照片。這是目前世界上拍到的最大視場的仙女座星系高分辨率圖像。

　　墨子巡天望遠鏡總設計師 孔旭：這張是首光儀式（9月17日）發(fā)布的圖片，是望遠鏡早期拍攝的圖片。這張是后來，望遠鏡性能進一步提升以后拍的照片?？梢钥吹胶髞砼臄z的照片把星系外面比較暗的區(qū)域都拍攝出來了。說明我們望遠鏡在經過一段時間的調試后，性能得到進一步提升。

　　2023年9月17日首光儀式以來，墨子巡天望遠鏡已經拍攝16500幅圖像，并在黑洞潮汐撕裂恒星事件、伽馬暴、變星和小行星監(jiān)測等領域取得了一系列早期科學成果，獲得6萬多顆小行星的20萬次位置觀測數據，新發(fā)現近地小行星4顆。

　　冷湖天文觀測基地 打造世界級天文臺址

　　墨子巡天望遠鏡所在的青海冷湖天文觀測基地，本身就是一個非?！坝埠恕钡拇嬖?。這里具有極其優(yōu)良的觀測條件，正在被打造成為世界級的光學天文臺址。

　　天文臺址的選擇，要求嚴苛：一要看得見，即云覆量小；二要看得透，即大氣要稀?。蝗吹谜?，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，即晴夜數要多。

　　地球上，能夠共同滿足這些條件的地方并不太多。在冷湖天文基地建成之前，放眼中緯度地區(qū)，主要有三個世界級的天文臺址：分別位于美國夏威夷群島的莫納克亞火山口附近、智利北部的阿塔卡馬沙漠和北非外海上的加那利群島。但這三個臺址都位于西半球，全世界的天文學家都期待著，在歐亞大陸找到一個合適的天文臺臺址。冷湖天文觀測基地的出現，改變了世界的光學天文觀測格局。

　　我們從西寧出發(fā)，向西飛過茫茫戈壁，到阿爾金山腳下，再開車4小時才能來到一個叫做冷湖的小鎮(zhèn)。從冷湖再開100多公里，才能到達冷湖天文基地坐落的賽什騰山。

　　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300天。在位于海拔4200米的墨子巡天望遠鏡工作平臺，能看到天際有一條很明顯的分界線，這是柴達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，山頂依然藍天，幾乎不受灰塵的影響。

　　除了得天獨厚的自然條件，當地政府還把賽什騰山周圍50公里范圍設置為暗夜保護區(qū)，杜絕了光污染的干擾。從天文觀測臺址的專業(yè)質量要求來看，已經達到國際一流水平。截至目前，青海冷湖天文觀測基地已有11家科研單位12個望遠鏡項目落地，全部建成后，這里將成為亞洲最大的天文觀測基地。

　?。偱_央視記者 帥俊全 卞曉妍 賀學國 王小龍）