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(xiàn)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(lián)合研制的墨子巡天望遠鏡正式啟用，到現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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，本身就是一個非常“硬核”的存在。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??；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(xiàn)，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）