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“南仁东星”“嫦娥四号”等入选习近平主席2019年新年贺词
2018年12月31日，国家主席习近平发表二〇一九年新年贺词，在“特别要提到一些闪亮的名字”时，首先提到我国著名天文学家、中国科学院国家天文台研究员南仁东，表示今年“天上多了颗‘南仁东星’”，并称赞“他们是新时代最可爱的人，永远值得我们怀念和学习”。此外，在贺词中提到的“嫦娥四号探测器成功发射”“北斗导航向 2018年12月31日，国家主席习近平发表二〇一九年新年贺词，在“特别要提到一些闪亮的名字”时，首先提到我国著名天文学家、中国科学院国家天文台研究员南仁东，表示今年“天上多了颗‘南仁东星’”，并称赞“他们是新时代最可爱的人，永远值得我们怀念和学习”。此外，在贺词中还提到的“嫦娥四号探测器成功发射”等成就，中科院国家天文台做出了重要贡献。
南仁东是“中国天眼”500米口径球面射电望远镜（FAST）的发起者和奠基人。2017年9月15日因病逝世，享年72岁。作为FAST工程首席科学家、总工程师，他20多年矢志追求、呕心沥血，为FAST工程顺利完成及我国天文科学事业发展做出了重要贡献。2017年11月，中宣部追授南仁东“时代楷模”荣誉称号。2018年9月29日，经国际天文学联合会批准，国家天文台将一颗小行星正式以南仁东的名字命名，以表彰和纪念他的卓越贡献。经过两年调试，FAST数项关键指标超过预期。截至2018年9月，共探测到59颗优质脉冲星候选体，其中44颗得到认证，此外还首次发现毫秒脉冲星并获得国际认证。
嫦娥四号任务地面应用系统由中科院国家天文台承担，负责组织论证与提出科学目标、制定有效载荷科学探测计划、监视有效载荷运行状态、接收处理并解译科学探测数据以及科学探测数据的管理、授权发布和应用研究。此外还参与了测控系统甚长基线干涉测量（VLBI）测轨任务。嫦娥四号任务是人类航天器首次在月球背面软着陆并巡视勘察，有望在月基低频射电天文观测和月球背面巡视区形貌、矿物组份、浅层结构探测研究方面取得一系列重要科学成果。
新年前夕，国家主席习近平通过中央广播电视总台和互联网，发表二〇一九年新年贺词。新华社记者 鞠鹏 摄
2019-01-02
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【新闻联播】改革先锋风采：南仁东——矢志不渝 铸大国重器
在贵州，世界最大单口径球面射电望远镜FAST调试工作进展顺利，目前灵敏度、指向精度等主要验收指标均已实现，正在积极推进验收前的准备工作。
上世纪80年代，身为中科院北京天文台研究员的南仁东，看到其他国家远超我国的天文设备，萌生了研究中国人自己的望远镜的想法。
为FAST选址，南仁东用了14年。他观察了上千张卫星地图，走遍了贵州大山里的上百个大窝凼。建设中，他带着团队进行上百次实验，成功研发了超过国家标准2.5倍以上的耐疲劳钢索，世界跨度最大、精度最高的索网结构在FAST工程上得以成功应用。
2017年9月，南仁东因病去世。在FAST的新起点上，更多的科研工作者延续着他的足迹，继续探索宇宙与未来。
2018-12-24
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我国探月工程嫦娥四号探测器成功发射 开启人类首次月球背面软着陆探测之旅
”伴随着巨大的火箭轰鸣，肩负着亿万中华儿女的探月飞天梦想， 12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。嫦娥四号任务的工程目标，一是研制发射月球中继通信卫星，实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信。中国科学院院长白春礼致国家天文台贺信。 “……3、2、1，点火！”伴随着巨大的火箭轰鸣，肩负着亿万中华儿女的探月飞天梦想，12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。
嫦娥四号探测器后续将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过已在使命轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。
嫦娥四号任务的工程目标，一是研制发射月球中继通信卫星，实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控及中继通信；二是研制发射月球着陆器和巡视器，实现国际首次月球背面软着陆和巡视探测。
嫦娥四号的科学任务主要是开展月球背面低频射电天文观测与研究；开展月球背面巡视区形貌、矿物组份及月表浅层结构探测与研究；试验性开展月球背面中子辐射剂量、中性原子等月球环境探测研究。
为增进国际交流与合作，扩大开放共享，嫦娥四号任务中，与荷兰、德国、瑞典、沙特开展了4项科学载荷方面的国际合作，搭载了3项由哈尔滨工业大学、中山大学、重庆大学等国内高校研制的科学技术试验项目。
嫦娥四号任务于2016年1月经国务院批准正式实施，包括中继星和探测器两次任务。“鹊桥”中继星于2018年5月21日在西昌卫星发射中心由长征四号丙遥二十七运载火箭成功发射，进入环地月拉格朗日L2点使命轨道，目前状态正常。
探月工程重大专项由国防科工局牵头组织实施。嫦娥四号任务由工程总体及探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用五大系统组成。其中，工程总体由国防科工局探月与航天工程中心承担；中继星、探测器、运载火箭分别由中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院、中国运载火箭技术研究院、上海航天技术研究院研制生产；发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责；地面应用系统由中国科学院国家天文台承担，有效载荷由中国科学院和中国航天科技集团有限公司相关单位研制。此次发射任务是长征系列运载火箭的第294次发射。
中国科学院院长白春礼致国家天文台贺信
2018-12-08
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“时代楷模”天眼巨匠南仁东塑像落成暨“南仁东星”命名仪式举行
10月15日， “时代楷模”天眼巨匠南仁东塑像落成暨“南仁东星”命名仪式在贵州省平塘县500米口径球面射电望远镜（简称FAST ）现场举行。中科院国家天文台副台长郝晋新在仪式上宣读了“南仁东星”国际命名公报： 2018年9月25日，经国际天文学联合会小天体命名委员会批准，中科院国家天文台于1998年9月25日发现的国际永久编号为“ 79694 ”的小行星被正式命名为“南仁东星” 。国家天文台在具有发现权和命名权的小行星中，选取79694号小行星命名为“南仁东星” ，有三层寓意：首先，这颗小行星发现于1998年9月25日，是FAST落成启用日期的整18年前。 10月15日，“时代楷模”天眼巨匠南仁东塑像落成暨“南仁东星”命名仪式在贵州省平塘县500米口径球面射电望远镜（简称FAST）现场举行。
南仁东是我国著名天文学家，是国家重大科技基础设施项目——“中国天眼”FAST的发起者和奠基人。他20多年矢志追求、呕心沥血，奋斗至生命的最后一刻，为我国天文科学事业的发展做出了重要贡献。2017年9月，南仁东因病逝世。2017年11月，中宣部追授南仁东“时代楷模”荣誉称号。
“时代楷模”天眼巨匠南仁东塑像落成暨“南仁东星”命名仪式由中宣部宣教局、中科院科学传播局、贵州省委宣传部、中科院国家天文台共同主办。仪式上，与会领导共同为南仁东先生的塑像揭幕，该塑像由中国美术馆馆长吴为山创作完成，着重表现了南仁东全神贯注、专心致志探讨科学问题的一个瞬间。中科院科学传播局局长周德进为吴为山颁发了塑像捐赠证书。
中科院国家天文台副台长郝晋新在仪式上宣读了“南仁东星”国际命名公报：2018年9月25日，经国际天文学联合会小天体命名委员会批准，中科院国家天文台于1998年9月25日发现的国际永久编号为“79694”的小行星被正式命名为“南仁东星”。FAST工程经理严俊向南仁东先生同事代表颁授了小行星命名公报、证书及轨道运行图。
小行星命名是一项国际性的、永久性的崇高荣誉。国家天文台在具有发现权和命名权的小行星中，选取79694号小行星命名为“南仁东星”，有三层寓意：首先，这颗小行星发现于1998年9月25日，是FAST落成启用日期的整18年前；其次，国际永久编号“79694”中的“94”代表从1994年选址预研开始，至2016年FAST落成启用，南仁东先生22年的坚持不懈；最后，国际天文学联合会正式命名这颗小行星的日期为2018年9月25日，是FAST落成启用2周年，也是这颗小行星发现20周年的日子。
中宣部、中科院、中国美术馆、省委宣传部、省科技厅、省文联、黔南州等有关领导及负责同志出席活动。
仪式由国家天文台副台长郝晋新主持
各单位领导为塑像揭幕
FAST工程经理严俊向南仁东同事代表颁发小行星命名证书
2018-10-16
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人类命运共同体的“星”征程天文论坛今日开幕
人类共处一颗美丽的星球，是相互依存、休戚与共的命运共同体。9月18日，由中国科学院国家天文台承办的“人类命运共同体的‘星’征程”专题论坛在国家会议中心报告厅举行。本次论坛吸引了来自海内外的七位知名科学家共聚一堂，探讨天文与人类未来的发展，共话科技创新与科学传播的伟大力量。来自国家天文台及全国各地的天文爱好者共计450余人参加了本次论坛。当天的论坛也开通了网络直播功能，共有163万人在线观看了论坛实况。随着人类对宇宙认识的深入，我们对宇宙进行探索的方式，越来越趋向于集结全人类智慧共同继续推进和完成。各个国家、各个民族，生活在同一个地球之上，同一片星空之下，都在宇宙星征程中，同呼吸共命运。 人类共处一颗美丽的星球，是相互依存、休戚与共的命运共同体。9月18日，由中国科学院国家天文台承办的“人类命运共同体的‘星’征程”专题论坛在国家会议中心报告厅举行。本次论坛吸引了来自海内外的七位知名科学家共聚一堂，探讨天文与人类未来的发展，共话科技创新与科学传播的伟大力量。来自国家天文台及全国各地的天文爱好者共计450余人参加了本次论坛。当天的论坛也开通了网络直播功能，共有163万人在线观看了论坛实况。
小到微观原子，大到无边宇宙，人类对奇妙世界的探索塑造着我们的未来，改变着我们的世界。论坛以中国科学院院士、中国科学院原副院长王恩哥的演讲“从原子到宇宙”为开篇，展示了人类在塑造现代社会的过程中，科技发展及科学素养的关键作用。中国科学院院士、“嫦娥工程”首任首席科学家欧阳自远则从我们身处的地球和近地小天体讲起，探讨了小天体撞击地球的“祸”与“福”。美国科学院院士、美国国家科学奖获得者桑德拉·费伯从天文观测者角度讨论了地球的未来在哪里，让我们对宇宙未来的思索从想象变成了现实。而除了地球以外，宇宙中是否还存在着其他生命？星际移民能否实现？美国知名华裔天文学家林潮关于系外行星探索与地外生命话题的演讲，令现场天文迷的热情达到最高潮。
此外，英国皇家科学院院士卡洛斯·弗伦克展示了基于现代高性能计算机数值模拟，科学家如何改变“看”宇宙的方式。美国艺术与科学院院士、国际天文联合会前任主席罗伯特·威廉姆斯则讨论了面对同一个宇宙，人类需要携起手来，一起探索未知、抵御危险。中国科学院院士陈建生以天文学与人类命运共同体的演讲压轴出场，向观众阐述了在人类共同的未来面前，在探索宇宙的共同目标面前，国际合作的重要意义。
最后，七位嘉宾还进行了圆桌讨论环节，对公众关注的天文话题展开了一系列思想碰撞和智慧交锋，为观众献上一堂精彩纷呈的科学大课。
随着人类对宇宙认识的深入，我们对宇宙进行探索的方式，越来越趋向于集结全人类智慧共同继续推进和完成。科技创新与科学素养的提升，是全人类的共同事业。各个国家、各个民族，生活在同一个地球之上，同一片星空之下，都在宇宙星征程中，同呼吸共命运。
七位海内外知名院士进行演讲
圆桌讨论环节
现场提问环节
2018-09-18
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我国驻奥地利大使李晓驷莅临IAU大会中国展台看望叶叔华院士和中国代表团
国际天文学联合会（ IAU ）第30届大会于2018年8月20日至31日在奥地利首都维也纳召开，为继2012年在北京、 2015年在夏威夷之后，又一次国际天文学界的盛会。中国科学院国家天文台受中国天文学会的委托，负责本次IAU大会上中国天文学会的展览展示工作，对我国近年来取得的天文学成就进行宣传，并促进和提升我国天文学界的学术交流和国际合作。中国天文学会共有中科院国家天文台、紫金山天文台、上海天文台、云南天文台、新疆天文台、南京天文光学技术研究所、高能物理研究所粒子天体物理中心，以及南京大学天文与空间科学学院、清华大学天体物理中心等九家会员单位报名组团参展，由国家天文台统一承办。部分参会中国代表在中国天文学会展台合影。 国际天文学联合会（IAU）第30届大会于2018年8月20日至31日在奥地利首都维也纳召开，为继2012年在北京、2015年在夏威夷之后，又一次国际天文学界的盛会。中国科学院国家天文台受中国天文学会的委托，负责本次IAU大会上中国天文学会的展览展示工作，对我国近年来取得的天文学成就进行宣传，并促进和提升我国天文学界的学术交流和国际合作。
8月22日，我国驻奥地利大使李晓驷先生亲临IAU大会中国展台看望参会的叶叔华院士和中国代表团。国家天文台党委书记赵刚、副台长薛随建及中国代表团部分人员在展台与李大使进行了会谈。现任IAU主席Silvia Torres-Peimbert、秘书长Piero Benvenuti、副主席刘晓为，以及此次大会地方组委会主席Gehard Hensler、IAU前主席Bob Williams出席会谈，使馆科技参赞杨少军、秘书李刚陪同大使参加上述活动。
李大使对叶院士来奥参会表示慰问，对中国代表团表示欢迎，对中国天文学届近年来取得的成就表示赞赏，对“中国天眼”FAST、LAMOST、悟空、慧眼、天马、QTT等已建成及拟建的前沿天文观测设备表示肯定和期望。
IAU大会是国际天文学联合会每三年举办一次的盛会，本届大会共有来自八十多个国家和地区的三千多位天文学家参会，并有多家相关单位布设展台。中国天文学会共有中科院国家天文台、紫金山天文台、上海天文台、云南天文台、新疆天文台、南京天文光学技术研究所、高能物理研究所粒子天体物理中心，以及南京大学天文与空间科学学院、清华大学天体物理中心等九家会员单位报名组团参展，由国家天文台统一承办。有来自全国各科研院所和大学的上百位天文学家参会交流。
李菂研究员向李大使介绍FAST望远镜
赵刚向李大使介绍本次中国天文学会参展情况和中国天文学家参会交流情况
参加会谈人员合影
部分参会中国代表在中国天文学会展台合影
2018-08-23
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国家天文台利用LAMOST发现宇宙中锂丰度最高恒星
北京时间8月7日凌晨，国际科学期刊《自然·天文》 （ Nature Astronomy ）在线发布我国天文学家的一项重大发现，以中国科学院国家天文台为首的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜（ LAMOST ）发现一颗奇特天体，它的锂元素含量约是同类天体的3000倍。这是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。他们发现这颗恒星的锂元素很可能来自恒星内部的一种特殊的物质交换过程，并结合美国自动行星搜寻者望远镜（ APF ）的高分辨率光谱和中国原子能科学研究院最新的原子数据，通过模拟再现其内部经历的变化，从而对这颗恒星的锂元素丰度给出合理的解释。图片来源： NASA Goddard Space Flight Center。 北京时间8月7日凌晨，国际科学期刊《自然·天文》（Nature Astronomy）在线发布我国天文学家的一项重大发现，以中国科学院国家天文台为首的科研团队依托大科学装置郭守敬望远镜（LAMOST）发现一颗奇特天体，它的锂元素含量约是同类天体的3000倍，这是目前人类已知锂元素丰度最高的恒星。
锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素，一直以来它在宇宙和恒星中的演化都是天文领域的重要课题，然而当代天文学对锂元素的理解还具有很大局限性。富含锂元素的巨星十分稀有，但在揭示锂元素起源和演化上却具有重要意义。遗憾的是，过去三十余年天文学家只发现极少量此类天体。
随着LAMOST落成和巡天计划的开展，其海量恒星光谱观测能力在天文基础研究中逐渐发力，在此次科学发现中发挥至关重要的作用。这颗新发现的富锂恒星来自于银河系中心附近的蛇夫座方向，位于银河系盘面以北，距离地球约4500光年。国家天文台闫宏亮博士、赵刚研究员和施建荣研究员等人在取得这一重要发现的同时，与来自中国原子能科学研究院、北京师范大学等院所高校的科学家合作，对这颗奇特恒星开展深入研究。他们发现这颗恒星的锂元素很可能来自恒星内部的一种特殊的物质交换过程，并结合美国自动行星搜寻者望远镜（APF）的高分辨率光谱和中国原子能科学研究院最新的原子数据，通过模拟再现其内部经历的变化，从而对这颗恒星的锂元素丰度给出合理的解释。
这一发现改变了人类对天体中锂元素的认知，将国际上锂含量观测极限提高一倍。同时，这项研究在理论上对锂元素合成和现有恒星演化理论提出了独树一帜的新观点。这一成果是我国大型科学装置在前沿基础学科取得突破性进展的又一实例，也是基础研究领域跨学科深入推进合作研究的一次成功尝试。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41550-018-0544-7。
LAMOST发现富锂巨星示意图（绘图：《中国国家天文》）
图中巨大火球是这颗恒星的示意图，它从白色圆形区域的星场中被发现。左下角展示这颗恒星由LAMOST所拍摄的光谱。背景是这颗恒星附近区域的真实银河照片。
富锂巨星与太阳对比的想象图。
图片来源：NASA Goddard Space Flight Center
2018-08-07
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爱因斯坦探针：宇宙天体爆发的捕手
1962年6月18日黄昏，位处沙漠之中的美国新墨西哥州白沙导弹测试场，被炙烤一天的热气开始慢慢散去。自从伦琴在20世纪初发现X射线以来，到20世纪60年代，人类对于X射线已经非常熟悉，知道它是我们熟知电磁波谱上的一个组成部分，但是光子的能量更高，在一些极端的条件可能产生。目前在轨运行的X射线大视场监测设备有美国宇航局的Swift/BAT （ “雨燕”卫星的爆发警报望远镜）和日本宇航局搭载在国际空间站上的MAXI全天X射线监视器。从现在起的几年之后，我们将迎来EP卫星和其他一些X射线卫星的发射。相信在不远的未来，我们也会成为X射线天文研究的强国。 X射线天文学的兴起
1962年6月18日黄昏，位处沙漠之中的美国新墨西哥州白沙导弹测试场，被炙烤一天的热气开始慢慢散去。这里的沙粒以洁白胜雪而著称于世，这个地方也因此得名白沙。几顶帐篷和设备零星散落在一眼望不到头的沙漠之中，偶有人员进出，在不远处也竖立着一个小型火箭。
当最后一缕夕阳洒在沙漠之上，折闪着亮光，很是漂亮，然而远处忙碌的人们无暇欣赏这时的美景。他们是AS&E公司的科学家贾科尼领导的团队，在这忙碌了好几天，在做着最后的检查。
再过几个小时，一个小型的探空科研火箭将再次从这里发射，他们希望能够观测到月球表面被太阳风粒子击打所产生的X射线。
图1：白沙的夕阳（来源：Keith Carver/Flickr）
自从伦琴在20世纪初发现X射线以来，到20世纪60年代，人类对于X射线已经非常熟悉，知道它是我们熟知电磁波谱上的一个组成部分，但是光子的能量更高，在一些极端的条件可能产生。
当时的科学家根据之前的射电和光学观测结果，猜测太阳和月亮应该最可能产生很强的X射线辐射。不过因为大气气体对于X射线的吸收，观测只能在大气之外进行。
图2：地球大气层的电磁波透过率（来源：维基百科）
在贾科尼团队实验之前，已有好几个团队试图探测来自于除太阳之外的天体的X射线辐射，不过均已告负。为此，贾科尼团队对探测设备的灵敏度做了很大改进。
在大约半年多之前，贾科尼团队就已经尝试发射了一次探空火箭。那一次，他们有点不太走运。尽管火箭发射成功，但是探测器前面的遮挡盖没能及时打开，结果是没能进行任何观测。这次，他们必须仔细检查，避免重蹈覆辙。并且他们在这个火箭上装了三个不同的探测器，以此来提高成功观测的可靠性。
就在午夜来临的前一分钟，随着“点火”成功，火箭呼啸着离开白沙基地，向着黑暗的宇宙深空飞去。看着火箭离开地面慢慢变小，此次任务的负责人贾科尼心中充满了期待，他多么希望此次探测器能够顺利打开，更期待能够看到来自月球的荧光反射，如果之前的理论模型正确，那么这次应该能够成功，这将是人类第一次探测到来自宇宙天体源的X射线。
火箭到达了200多公里的高度，在高空飞行了短暂的5分钟后落回了地面。根据第二天找到的火箭残骸来看，观测还算顺利，三个探测器中的两个打开了。
在之后的结果分析中发现，整个探测过程持续了大约300多秒，令他们失望的是在观测的结果中并没有看到来自于月亮方向上的X射线。但出乎意料地却在其它方向上探测到了异常明亮的X射线信号，此信号位于天蝎座当中，因此被命名为Sco X-1。为了确认此信号不是其他虚假信号，贾科尼团队花了整整三个月的时间，终于排除了其他可能性，确认这是一个来自于宇宙的X射线源。X射线天文学正因这一发现而被开启。
在他们公布这一结果之后，众多科学家为之兴奋。因为他们知道，一扇观测宇宙的新窗口被打开。自此之后，科学家们在发射探空科研火箭的同时，也开始尝试着制造专门的空间望远镜，这样可以进行更长时间的观测，X射线天文学得到了极大发展。
图3：钱德拉X射线卫星（来源：维基百科）
截止目前，从最早的贾科尼领导的“乌呼鲁”卫星到目前最具代表性的钱德拉X射线卫星，X射线望远镜已经经历了好几代的发展，望远镜越做越大，也越来越灵敏，发现的宇宙天体越来越多。
X射线天文学的研究从起初传统的单个宇宙天体的图像和能谱性质研究（如图4所示的银河系中心的X射线拼接图），逐步向众多天体随时间演化的方向转变，后者就是当下非常热门的“时域天文学”。
图4：银河系中心的X射线拼接图（来源：ESA/XMM-Newton/G. Ponti et al.）
新时代的研究热点：时域天文学
时域天文学的主要研究对象是暂现源和剧烈爆发天体，它们也是宇宙中壮观而神秘的自然现象。
什么是暂现源和剧烈爆发天体呢？暂现源是指在短时间内出现，然后很快消失的天体。剧烈爆发天体则是指亮度在短时间内突然出现数量级式增长的天体。这两种天文现象主要源自两类天体物理过程。一是天体自身的突变过程，比如恒星的塌缩、黑洞或中子星之间的并合，典型天体为超新星、伽马射线暴（图5）等。
图5：伽玛射线爆（来源：NASA/Swift/Cruz deWilde）
另一类产生于极端物理环境，比如黑洞和中子星周围的超强引力场及磁场，典型天体为X射线双星、活动星系核、黑洞潮汐瓦解事件（图6）等。
图6：黑洞潮汐瓦解事件（来源: ESA/C. Carreau）
由于这类突发性事件在时间和空间上都很难预测，为了达到及时捕获信号的目标，就需要大视场的望远镜进行高频率的全天监测。
暂现源和剧烈爆发天体的辐射普遍能在X射线波段被探测到。目前在轨运行的X射线大视场监测设备有美国宇航局的Swift/BAT（“雨燕”卫星的爆发警报望远镜）和日本宇航局搭载在国际空间站上的MAXI全天X射线监视器。这些设备（包括之前RXTE卫星上的ASM全天监视器）都工作在中等和硬X射线波段，而在软X射线波段(光子能量小于2 keV)尚未有很好的全天监测设备。
主要原因有两方面：一方面目前所有的X射线大视场监视器均利用非聚焦型的光路设计，但由于重量和经费的限制，这类型的全天监测设备几乎已经达到了技术瓶颈；另一方面，目前在X射线天文领域广泛应用的Wolter I型聚焦光学系统可以带来很高的灵敏度和空间分辨率（如欧空局的XMM牛顿卫星，美国宇航局的钱德拉卫星），但这种光学设计的视场非常小，难以胜任全天监视器的工作。因而未来的X射线全天监测需要另辟蹊径。
时域天文研究的利器：爱因斯坦探针
在此背景之下，以中科院国家天文台研究人员为首的科学家们提出了爱因斯坦探针（Einstein Probe，简称EP）卫星项目。EP是一颗面向时域天文学和高能天体物理的天文探测卫星（图7），将搭载一台软X射线波段的宽视场监视器，以满足在该波段开展大视场全天监测的迫切需求。该设备采用仿生龙虾眼的聚焦光学系统设计，同时具有高灵敏度和大视场。
此外，EP还具备一台窄视场的X射线望远镜，以开展深度后随观测。探针寓意着卫星到时能够捕捉到黑洞及其爆发、引力波源电磁对应体、超新星等天文现象，从而帮助科学家解决其中的重大科学问题。黑洞和引力波都是爱因斯坦广义相对论的重要预言，以爱因斯坦为名，不仅高度概括其科学目标，更是在向这位人类历史上最伟大的科学家致意。
图7：爱因斯坦探针探测黑洞潮汐瓦解恒星事件的艺术想象图
早在1979年，天文学家Angel就提出了可以模仿龙虾眼睛的成像原理来设计一种宽视场聚焦X射线望远镜。近十年来，这种可以实现广角成像的X射线聚焦光学技术—龙虾眼微孔光学技术日趋成熟（图8），这使得大视场X射线聚焦成像观测成为可能。
图8：龙虾眼微孔光学系统示意图
国家天文台自2010年以来开展了龙虾眼微孔X射线成像光学应用技术的研发，目前已掌握其原理及应用技术。在此基础上，国家天文台响应中国科学院战略性先导专项空间科学背景型号(第二批)的项目征集，联合高能物理所等单位，于2013年初提出EP卫星概念。
在背景型号项目的支持下，经过两年多的研究，完成了卫星概念、科学目标和关键技术研究以及核心原理样机研制。2017年底，EP卫星成为中科院先导科技专项正式立项的项目，系统的工程研制阶段已经于2017年9月开始，研制周期为5年。
尽管国际上也有利用该技术研制X射线全天监视器计划的提案，包括美国宇航局于2017年遴选进入概念研究的、基于国际空间站的ISS-TAO以及最新提出的卫星概念TAP和欧洲联合团队的卫星计划Theseus，这些提案都尚未正式立项。所以说中国在这一方向处于领先地位。
EP卫星由一台宽视场X射线望远镜(Wide-field X-ray Telescope, WXT)和一台后随观测X射线望远镜(Following-up X-ray Telescope, FXT)组成。WXT采用了微孔龙虾眼光学技术，具有3600平方度的视场，探测能段为0.5–4keV。相比目前的其它巡天望远镜Swift/BAT和MAXI，EP卫星的WXT的探测灵敏度提高了一个数量级以上。
EP卫星因其具有软X射线高灵敏度和实时动态巡天监测的能力，填补了国际上在该波段的大视场全天监测设备的空白，能帮助科学家系统性地发现和探索宇宙高能暂现天体，特别是更暗弱、遥远或稀有的剧变天体。因而预期我们能够发现宇宙中的X射线剧变天体，并且监视它们的活动情况，同时发现和探索宇宙中沉寂黑洞的耀发，甚至探寻来自引力波源的X射线信号，以增进对极端致密天体及其并合过程的认知。
X射线对于宇宙的探索兴起于60年代，就在同一时期，日本新干线铁路系统开通，这是世界上首个高速铁路，速度达到了将近300公里。对比之下，中国高速铁路发展相对缓慢，直到90年代后期，中国意识到发展高速铁路的重要性，开始大力发展高铁。到2008年，中国高铁正式亮相开始运营，之后突飞猛进，在这短短的10年之内，就已经完成了从追赶到超越，开启了人类交通史上的新纪元。
而如今，中国X射线天文学的发展，也正经历着类似的历程。2017年6月，在落后了国外差不多半个多世纪之后，中国自己的第一颗X射线卫星HXMT终于从酒泉发射，我们终于迈入了拥有自己望远镜的时代。
从现在起的几年之后，我们将迎来EP卫星和其他一些X射线卫星的发射。这些望远镜中，不乏发射之后成为这个领域当中的旗舰。这些望远镜同时也会采用更为先进的技术，它们的研制和运行将进一步提升我国在高能天体物理领域中的研究水平。相信在不远的未来，我们也会成为X射线天文研究的强国。期盼之。
2018-07-17
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中西国际团队利用LAMOST发现银河系比想象中更大
千年之前，宋代词人秦观夜观星空，看到夜空中明亮的牛郎织女星，为淡淡的银河相隔。夏末秋初的晴朗夜晚，每每举头仰望，银河依旧高悬。四百多年前，伽利略第一次将望远镜指向天空，将淡淡的银河分解成众多恒星的时候，才意识到银河是一条由无数恒星组成的“无水河流” 。在已获取的LAMOST和SDSS恒星光谱数据中，越遥远的地方能被采样的恒星就会越少，很难再用统计的方法清点银河系外围的恒星数目，可这难不倒我们聪明的天文学家，他们另辟蹊径，对少数遥远恒星进行分析。如今，银河早已不是当初传说的金簪，而是众多恒星的集合。我们不仅感叹银河横跨时空的宏大和广漠，更是感叹千亿恒星在宇宙规律驾驭下所表现出的结构之美。 千年之前，宋代词人秦观夜观星空，看到夜空中明亮的牛郎织女星，为淡淡的银河相隔。触景生情，写下了后世广为流传的“纤云弄巧，飞星传恨，银汉迢迢暗渡”。时光辗转，秦观之后千年，人已不同，但景依旧。夏末秋初的晴朗夜晚，每每举头仰望，银河依旧高悬。
尽管银河依旧，然而我们对于银河的认识在这千百年间已经发生了巨大的变化。古有银河为王母娘娘金簪化银河的说法，而如今，银河乃为众多恒星聚集而成的认识早已深入人心。后者的认识最早可以归功于意大利的科学家伽利略。四百多年前，伽利略第一次将望远镜指向天空，将淡淡的银河分解成众多恒星的时候，才意识到银河是一条由无数恒星组成的“无水河流”。
图1 赫歇尔手绘的银河系结构
银河在整个星空中呈现怎样的结构呢？两百年前，天王星之父赫歇尔通过天文望远镜将天上的星星数了一遍，有些地方星星多，有些地方星星少，而且绝大多数星星都集中在一个扁平的盘状区域里，这就是我们的银河系。尽管我们身处在银河系之内，但却不能识其庐山真面目。我们的银河系到底有多大？我们的太阳系到底处在银河系的“二环”边上还是“五环之外的郊区”？科学家们在探索这些问题的路上从未停止过脚步。
在过去的几十年当中，天文学家普遍认为银河系的半径约为5万光年，它的中心附近存在一个棒状结构，外面呈现盘状结构（银盘）、四周被较稀疏的恒星包裹（银晕），太阳距离银河系中心约为2.5万光年。之前人们认为银盘在距离银河系中心约5万光年处有一个清晰的边界，在这个边界处银盘恒星的数目骤然下降，如同银盘在此处被切割掉。
但是近年来，一些观测在这个边界之外陆续发现一些属于银盘的年轻恒星，这似乎暗示银盘的边界应该更大。要证实这点还需要对更多、更远的恒星进行统计。因此，直到LAMOST这样能够获得数百万条恒星光谱数据的项目出现，才真正意义上开启了精确研究银河系结构和演化的新篇章。
LAMOST 是大天区面积多目标光纤光谱望远镜的英文缩写，位于国家天文台的兴隆观测站。它能够对4000个天体同时进行观测，是目前天体光谱观测效率最高的望远镜之一。
到目前为止，LAMOST望远镜已经成功“捕获”了900万余条恒星的光谱数据，建成了世界上最大的恒星光谱库，这些数据正助力天文学家逐步揭开银河系的神秘面纱。利用这些大样本恒星数据开展细致地数据筛选和严谨地统计分析则是探索银河系真面目的至关重要一环。
2017年底国家天文台刘超研究员等率先利用LAMOST数据向传统认知发起挑战，通过应用复杂统计手段精确清点银河系外围恒星的数目，他们成功绘制出银盘外围的空间结构剖面图。从图中可以看出，银盘的恒星数目虽然在随着银盘半径减少，但并没有在5万光年处停下来，而是一直延伸到距离中心6.2万光年处（图中红色和白色的区域是银盘，蓝色是银晕）。 这比教科书上一直以来引用的半径大了约四分之一！
图2 银盘外围的空间结构剖面图
在此结果之后，由西班牙加那利天体物理研究所（IAC）马丁·洛佩兹-科雷多伊拉博士和中国科学院国家天文台王海峰博士、刘超研究员等人组成的国际研究团队又进一步利用LAMOST和SDSS获取的海量恒星光谱，再次改写了银盘尺寸，发现包含了银河系中大多数恒星所组成的盘状结构可能比天文学家之前认为的大很多，半径可能达到约10万光年，这意味着我们所在的“家园”——银河系的疆界比之前认识的又有了很大拓展。
天文学家如何能发现并确认银河系有着如此遥远的领地呢？在已获取的LAMOST和SDSS恒星光谱数据中，越遥远的地方能被采样的恒星就会越少，很难再用统计的方法清点银河系外围的恒星数目，可这难不倒我们聪明的天文学家，他们另辟蹊径，对少数遥远恒星进行分析，发现有相当比例距离银河系中心约10万光年处的恒星仍拥有银盘恒星的“家族特征”（金属成分较高，天文学家通常把除了氢和氦以外的所有元素都叫“金属”）。这就确认了银盘的边界足足扩展到了10万光年。
这项新研究提供了有关银盘恒星构成的新认识，以及银河系尺寸更为精确的数据测量。银河系尺寸的不断改写促使天文学家重新审视星系形成及宇宙演化的一般规律。
图3 人们认识的银盘大小的变化（示意图） 制图：元博
天文学家如何能发现并确认银河系有着如此遥远的领地呢？在已获取的LAMOST和SDSS恒星光谱数据中，越遥远的地方能被采样的恒星就会越少，很难再用统计的方法清点银河系外围的恒星数目，可这难不倒我们聪明的天文学家，他们另辟蹊径，对少数遥远恒星进行分析，发现有相当比例距离银河系中心约10万光年处的恒星仍拥有银盘恒星的“家族特征”（金属成分较高，天文学家通常把除了氢和氦以外的所有元素都叫“金属”）。这就确认了银盘的边界足足扩展到了10万光年。
这项新研究提供了有关银盘恒星构成的新认识，以及银河系尺寸更为精确的数据测量。银河系尺寸的不断改写促使天文学家重新审视星系形成及宇宙演化的一般规律。
英国诗人约翰·济慈曾经沉醉于彩虹的炫目色彩， 在牛顿把彩虹还原成了三棱镜下的光谱时，他非常失望恼火。认为牛顿完全破坏了彩虹的诗意。他在长诗《拉米亚》中写道：“天空中曾有一道令人敬畏的彩虹，我们知道了它的质地、它的纹理，它就被归入单调无聊的平常俗物。” 其实那是因为济慈没有理解科学之美。
如今，银河早已不是当初传说的金簪，而是众多恒星的集合。我们不仅感叹银河横跨时空的宏大和广漠，更是感叹千亿恒星在宇宙规律驾驭下所表现出的结构之美。它们背后还有很多秘密等待我们去发现、去探索…
2018-06-27
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