郭守敬望远镜取得了哪些成果? 知乎用户 貌似关注这个问题的人一多半都是看成郭敬明来的。囧…… 郭守敬是元代的天文学家、数学家、水利学家…… 北京城到通州的通惠河就是郭守敬主持修的。 郭守敬望远镜是以郭守敬命名的一台天文望远镜,又名 LAMOST,全称是大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜,2008 年落成,位于河北兴隆县一座海拔 960 米的山峰上。放个照片(取自 基本情况 | LAMOST): LAMOST 能够最多在一次曝光中同时获取 4000 个天体的光谱,是世界上光谱获取效率最高的望远镜。详细的介绍可以戳这里 > 基本情况 | LAMOST 截至 2013 年,LAMOST 已经发布了 220 万条光谱,超过了 SEGUE 的 36 万、APOGEE 的 10 万、RAVE 项目的 57 万,成为世界上获取光谱数目最多的望远镜。 上图:2011 年秋天到 2012 年夏天,共 401 次观测,71 万条光谱 上图:截至 2013 年,共 803 次观测,220 万条光谱 上图:截至 2014 年夏天,共 1383 次观测,359 万条光谱 上面几幅图是 2011 年 -2014 年 LAMOST 观测覆盖的天区情况。每次观测对应 LAMOST 的视场大小,用一个圆圈表示,坐标为赤道坐标。均取自 LAMOST 网站 下面我们就从河内与河外天文学两个方面来看一下迄今为止天文学家利用 LAMOST 望远镜做出了哪些成果。每个方面又根据研究课题分成了几个不同的小的研究方向。这些全部来自已经公开的资料,并附上了出处(主要是 arXiv 链接,如果没有 arXiv 就放 NASA ADS 链接。这里允许我吐个槽,居然还真有发表文章不放 arXiv 的!!!)。一些工程、技术有关的成果尽管很重要,但是没有收录在这个列表里面,因为在实测天文领域再牛 B 的技术也是为做出科学发现而准备的,并且我理解题主想问的是取得了哪些科学上的成果。 LAMOST 是从 2011 年开始进行所谓的“先导巡天”的,正式巡天是从 2012 年秋天开始的。从下面我们可以看到,2013 年以前的成果并不多,一方面跟 LAMOST 刚开始时的数据还不够多有关,另一方面天文学家往往需要花上几个月甚至更长的时间来分析数据、撰写文章。此外,作为一台巡天型望远镜,LAMOST 找到的很多有价值的天体都需要精测型望远镜加以后续观测。可惜中国的天文工作者掌握的这类望远镜资源有限,大大限制了 LAMOST 在最初几年的科学产出。但随着 LAMOST 数据逐步向全世界公开,这种情况会逐渐好转。好了不多废话了,下面开始。 1. 河内天文学 反银心方向巡天(LSS-GAC) 是北京大学刘晓为教授的团队主导的,目的是系统性研究银河系中背对着银心方向的结构,一方面因为人们对银河系这一区域的结构的认识还很不足,另一方面反银心方向正好可以利用兴隆晴天数比较多的冬季。银心方向必须在夏季观测,而兴隆这个季节恰好是雨季……这个项目得到了国家重点基础研究发展计划(973)的支持。 银河系动力学与结构 发现反银心方向的恒星存在非对称的运动速度 链接 1 用 29 万颗 K 巨星证认出了 Sagittarius 星流中的拖尾 链接 2 新发现了三个银河系中的移动星群 链接 3 用 6 万多颗星研究了太阳附近的恒星的速度分布,发现了两个弧状结构 链接 4 用 LAMOST 反银心巡天的数据重新测定了太阳的本征速度 链接 5 研究了太阳邻域 20 万颗主序星的运动,发现速度分布有不对称性,重新测定了太阳的本征速度 链接 6 用反银心方向的 57 万颗矮星研究了银盘的运动 链接 7 用反银心巡天的 29.7 万颗主序拐点星研究了银河系盘垂直和径向金属丰度梯度 链接 8 用反银心方向的 7 万颗红团簇星研究了银河系盘的金属丰度梯度 链接 9 超高速星 超高速星的运动速度超过了银河系的逃逸速度,最终将逃离引力束缚成为宇宙中不属于任何星系的孤立恒星。它们有可能是被银河系中心的超大质量黑洞甩出来的;也有可能是在双星系统中被黑洞加速了;或者是被超新星爆发“踢”出来的。在 LAMOST 之前只发现了 20 多颗超高速星,LAMOST 的数据直接导致超高速星的数目成倍增长。LAMOST 在超高速星搜寻方面的主要成果有: 一颗新的超高速星 链接 10 28 颗超高速星候选体 链接 11 新发现的 19 颗低质量超高速星 链接 12 超高速星示意图,左上角那个乒乓球就是超高速星。这个比例当然是夸张的……取自 Nearest Bright ‘Hypervelocity Star’ Found 版权所有 Ben Bromley, University of Utah 贫金属星 被称为银河系的“活化石”。它们形成于银河系早期并存活到今天。其中的金属元素(除 H、He 以外的元素)含量比太阳低几个数量级,是银河系考古的最佳样本。通常用铁元素相对太阳含量的对数表示金属元素的含量,[Fe/H]=-1 表示含量是太阳的 1/10,-2 表示 1/100...以此类推。目前发现的最贫金属的恒星 [Fe/H]<-5,即铁元素含量只有太阳的十万分之一以下。LAMOST 在贫金属星领域取得了如下成果: 新发现 9 个 [Fe/H]http://adsabs.harvard.edu/abs/2010RAA....10..753L 银河系中双星比率与金属丰度的关系 链接 13 8 颗新发现的 [Fe/H]http://arxiv.org/abs/1501.03062 找到了一颗 r- 过程元素增丰的极端贫金属星 链接 14 找到了两颗新的 [Fe/H]=-4 的极端贫金属星 链接 15 LAMOST 找到的两颗 [Fe/H]http://arxiv.org/abs/1506.05684 白矮星 白矮星是恒星演化到晚期最普遍的归宿。其中 DA 型白矮星的大气全部由氢组成,是最常见的一类白矮星。它们的光度和质量函数能够很好的限制银河系不同星族的年龄。LAMOST 自运行以来观测到了不少 DA 型白矮星。此外还有一类称为“白矮 - 主序双星”的天体,是由白矮星和主序星组成的双星系统。其中大约有 3/4 的双星相互距离比较远,各自遵循单星的演化规律。另外 1/4 相互距离比较近,会形成公共的物质包层,甚至可能会演化为灾变变星和 Ia 型超新星。这类“白矮 - 主序双星”对研究恒星演化、特别是双星的相互作用和物质交换是很好的工具。LAMOST 在白矮星相关的研究领域取得的成果有: LAMOST 先导巡天证认的 70 颗 DA 型白矮星 链接 16 LAMOST 先导巡天找到的 230 颗 DA 型白矮星 链接 17 研究了 LAMOST 反银心巡天中 DA 型白矮星的光度和质量函数、形成率 链接 18 LAMOST 先导巡天中找到的 28 对白矮 - 主序双星 链接 19 找到了 121 对白矮 - 主序双星,其中 80 对是新发现的 链接 20 发现了 4 对由白矮星、红巨星和星云组成的共生星 链接 21 用 LAMOST 的白矮星光谱样本对测光找到的白矮星进行了独立检验 链接 22 白矮 - 主序双星系统想象图。取自 Astronomy 10: Lecture 14 版权所有 Addison Wesley 特殊恒星,包括一些变星、化学特殊星等 找到了 3 颗处于快速膨胀阶段的天琴座 RR 型变星,研究了巴耳末线轮廓 链接 23 一份包含 3537 颗金属线星(Am)候选体的星表 链接 24 192 颗经典 B 型发射线星,该类恒星总数增加 8% 链接 25 新发现了两颗 α 元素异常贫乏的恒星,不能用通常的银河系演化模型解释 链接 26 恒星参数与光谱分类 发现开普勒望远镜使用的输入星表(KIC)低估了恒星的金属丰度 链接 27 用 LAMOST 给出的大样本恒星参数估算它们的距离 链接 28 基于 SVM(支持向量机)的恒星光谱分类方法 链接 29 自动分类晚型 M 巨星的方法,找到了 8639 颗 M 巨星候选体 链接 30 提出了自动分类晚型 K 和 M 矮星的方法,证认了 2612 颗晚型 K 和 M 矮星 链接 31 研究了 LAMOST 样本中 7.1 万颗 M 矮星的运动学参数和活动性 链接 32 测定了 1.2 万颗红团簇巨星的距离,精度好于 10% 链接 33 LAMOST 中的 2189 个星团成员星候选体 链接 34 LAMOST 给出的红团簇星样本比 APOGEE 更好 链接 35 1.7 其它 LAMOST 调试阶段在一颗早型发射线星光谱中探测到了 9 条星际弥散吸收带(DIB) 链接 36 2. 河外天文学 受限于望远镜所在地的夜空和大气宁静度条件,这几年 LAMOST 的研究重点没有放在河外天文学上,因为河外星系普遍比银河系内恒星要暗弱的多。尽管如此,LAMOST 还是对距离银河系比较近的仙女座星系(M31)和 M33 分配了许多次观测,研究了这两个河外星系的星族成分、行星状星云、星团等天体,并且在附近寻找了一些背景类星体,可以作为参照物测量 M31 的自行。 M31 和 M33 相关天区的研究 在仙女座星系(M31)外围发现了新的行星状星云 链接 37 仙女座星系(M31)不同星族(核球、盘)的动力学特征 链接 38 在 M31 和 M33 周围找到了 908 个天体,其中 356 个是球状星团或球状星团候选体 链接 39 在 M31 星系附近发现了 14 个新的背景类星体 链接 40 在 M31 和 M33 附近找到的 526 个新的背景类星体 链接 41 在 M31 和 M33 附近找到了 1330 个新的背景类星体,该区域类星体总数上升到 1870 个 链接 42 其它河外天体(包括类星体和活动星系)的研究 一个视场中就发现了 8 个新的类星体 链接 43 在类星体的“红移沙漠”中发现里一个明亮的(i=16.4 等)、z=2.427 的类星体 链接 44 研究了射电噪类星体 LAMOST J1131+3114 的 Hβ 和 [O III] 发射线特征 链接 45 用 LAMOST 和哈勃望远镜联合发现的一个罕见的双 AGN (活动星系核) 链接 46 发表了 20 个双峰窄发射线星系(NEL)和活动星系核(AGN) 链接 47 利用 LAMOST 找到的类星体校正了 PPMXL 自行星表中的系统误差 链接 48 从 3.7 万个星系中挑选出的 70 个 E+A 星系 链接 49 -- 有人说 Literally, SOME. Virtually, NONE. 的确 LAMOST 从正式运行到现在还没有太多有显示度的成果出来,但是须知 LAMOST 是一架巡天型望远镜,本身很重要的作用就是为大型望远镜初步筛选有价值的目标源。从已发表的论文来看也是某类特殊天体的列表居多。另一方面,发表在 Nature、Science 上的“突破型”进步固然振奋人心,基础性的工作也必不可少,天文学更多的是靠这些蚂蚁搬家似的进步一点点累积起来的。 顺便吐槽一下官网的文章列表 科研类文章 | LAMOST 这里面不同的研究领域大杂烩,而且收录不全、文章的卷号页号错误百出,甚至同一个表格内连字体和字号都没有统一。主页君你真的是在认真做事吗? 查看知乎原文