2023年3月30日,中科院國(guó)家天文臺(tái)對(duì)國(guó)外天文學(xué)家和國(guó)際合作者發(fā)布了(v1.0版本)數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包含波譜總量2229萬余條,是目前國(guó)際上其它巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)布波譜數(shù)之和的2.9倍。成為世界上首個(gè)發(fā)布波譜數(shù)突破兩千萬的巡天項(xiàng)目。
千萬波譜再翻番六年居世界之最
這次發(fā)布的DR10數(shù)據(jù)集是于2011年10月至2022年6月觀測(cè)獲取的波譜數(shù)據(jù),其中包含5923個(gè)低碼率觀測(cè)天區(qū),1951個(gè)中幀率觀測(cè)天區(qū)。發(fā)布的2229萬條波譜數(shù)據(jù)包括1181萬條低碼率波譜,1048萬條中幀率波譜,中低碼率波譜均突破千萬。據(jù)悉,DR10發(fā)布數(shù)據(jù)中還包括一個(gè)約961萬組的星體波譜參數(shù)星表。發(fā)布波譜數(shù)和星體參數(shù)星表數(shù)目,連續(xù)六年榮登國(guó)際第一。國(guó)家天工科學(xué)數(shù)據(jù)中心搭建了數(shù)據(jù)發(fā)布平臺(tái),科學(xué)用戶可登入網(wǎng)站()進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和下載。
2009年,初驗(yàn)專家們?cè)陧?xiàng)目初驗(yàn)時(shí)曾強(qiáng)調(diào)是中國(guó)科技領(lǐng)域自主創(chuàng)新的標(biāo)桿,它將使人類觀測(cè)天體波譜的數(shù)量提高三個(gè)數(shù)目級(jí)至千萬量級(jí),使中國(guó)在該領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。2019年,成為全球首個(gè)發(fā)布波譜總量超千萬的巡天項(xiàng)目。四年時(shí)間,獲取的波譜數(shù)目再翻一倍。現(xiàn)在,早已獲取了兩千萬量級(jí)的波譜數(shù)據(jù)。在過去六年間,開啟并推動(dòng)了國(guó)際大規(guī)模波譜巡天之路,成為國(guó)際上小型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的精典之作。
剖析宇宙再升級(jí)占領(lǐng)科學(xué)制高點(diǎn)
截至目前,來自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、比利時(shí)、丹麥等國(guó)家和地區(qū)的194所科研機(jī)構(gòu)和學(xué)院的1385位用戶正在借助數(shù)據(jù)舉辦研究工作,已發(fā)表高質(zhì)量論文1200余篇,引用13000余次。近三年的科研成果呈現(xiàn)出井噴式下降態(tài)勢(shì),年均發(fā)表論文數(shù)超過200篇,其中美國(guó)天文學(xué)家發(fā)表的科學(xué)論文占40%以上,展現(xiàn)了數(shù)據(jù)的國(guó)際影響力。的科學(xué)產(chǎn)出已進(jìn)入國(guó)際小型(6-10米)天文望遠(yuǎn)鏡的先進(jìn)行列。
推動(dòng)全球天文學(xué)家在銀河系結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生演變、恒星化學(xué)的探究、特殊天體和致密天體的搜救等方面均取得了一批刷新紀(jì)錄、提高量級(jí)的重大突破性成果。
(一)勾畫銀河的時(shí)空“畫像”
兩千萬量級(jí)的波譜數(shù)據(jù)構(gòu)建了“數(shù)字銀河系”的根基,這對(duì)于勾畫銀河系的時(shí)空“畫像”具有不可取代的科學(xué)意義。從“身高體重”到“樣貌身形”再到“成長(zhǎng)歷史”,推動(dòng)天文學(xué)家多維度描畫銀河系概貌。(1)天文學(xué)家借助和歐空局蓋亞衛(wèi)星(Gaia)的巡天觀測(cè)數(shù)據(jù),獲取了銀河系迄今最為精確的25萬星體的年紀(jì)信息,從時(shí)間軸上清晰還原了銀河系幼年和中學(xué)生時(shí)期的成長(zhǎng)史,刷新了人們對(duì)銀河系初期產(chǎn)生歷史的認(rèn)知。(2)天文學(xué)家精確檢測(cè)出銀河系質(zhì)量約為5500億倍太陽質(zhì)量,相比國(guó)際其它團(tuán)隊(duì)檢測(cè)的平均值(約1萬億倍太陽質(zhì)量)縮小了近一半,精度增強(qiáng)了近一倍。(3)天文學(xué)家闡明了反銀心方向上的子結(jié)構(gòu)起源于銀河系內(nèi)盤,結(jié)束了天文界常年以來關(guān)于反銀心子結(jié)構(gòu)起源的爭(zhēng)議。研究還發(fā)覺銀河系子結(jié)構(gòu)可延展至距離銀心9.78萬光年處中國(guó)天體物理,旁證了發(fā)覺銀河系規(guī)格從“二環(huán)”擴(kuò)建到“五環(huán)”的推論。
(二)破解星體世界的謎題
星體是研究天體化學(xué)最重要的探針,近些年來,在星體數(shù)學(xué)的領(lǐng)域同樣大放異彩。(1)天文學(xué)家首次觀測(cè)到天體化學(xué)學(xué)中一個(gè)十分重要的基礎(chǔ)理論——“恒星初始質(zhì)量函數(shù)”,隨著銀河系演變歷史和環(huán)境發(fā)生了明顯變化。該發(fā)覺挑戰(zhàn)了星體初始質(zhì)量分布規(guī)律在宇宙各處都不變的精典理論。(2)國(guó)際團(tuán)隊(duì)在銀河系內(nèi)發(fā)覺了一個(gè)目前宇宙中金屬元素濃度最低的球形星團(tuán)遺跡中國(guó)天體物理,其中獲取的7顆有波譜的成員星中,包含了一顆觀測(cè)的星體,其金屬元素濃度約為太陽的1/2500,挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知中球形星團(tuán)的金屬濃度下限。
(三)推進(jìn)“黑洞獵手計(jì)劃”新發(fā)覺
2019年,天文學(xué)家借助巡天優(yōu)勢(shì)發(fā)覺了一顆星體級(jí)黑洞。近些年來,黑洞獵手計(jì)劃取得多項(xiàng)新進(jìn)展:(1)天文學(xué)家在距離月球約1037光年處發(fā)覺了一顆靜謐態(tài)中子星。(2)以色列天文學(xué)家用同樣的方式也發(fā)覺了一個(gè)包含靜謐態(tài)中子星的雙星系統(tǒng)。(3)天文學(xué)家發(fā)覺了一個(gè)包含極低質(zhì)量白矮星和致密天體的雙星系統(tǒng)等。截至目前,黑洞獵手計(jì)劃已相繼發(fā)覺了10余個(gè)包含致密天體候選體的雙星系統(tǒng)。該系列工作為搜救無法偵測(cè)的靜謐態(tài)中子星、黑洞等致密天體起到了實(shí)質(zhì)性推進(jìn)作用,為進(jìn)一步研究致密天體的性質(zhì)和產(chǎn)生理論奠定了基礎(chǔ)。
(四)搜救星海里的罕見“明星”
宇宙中各類各樣的稀有天體就像星海中獨(dú)特又罕見的“明星”。搜救宇宙中的稀有天體是十分有價(jià)值的工作。近些年來,發(fā)覺的一批批稀有天體不斷助陣。(1)天文學(xué)家一次性發(fā)覺了九顆罕見的超富鋰矮星,其中一顆的鋰元素濃度達(dá)到太陽的31倍,刷新了這種星體的鋰元素濃度紀(jì)錄。(2)天文學(xué)家發(fā)覺了人類已知的鋰元素濃度最高的富鋰球星。(3)天文學(xué)家闡明富鋰球星的真身是紅團(tuán)簇星。(4)天文學(xué)家解密類太陽星體氦閃后普遍可以形成鋰元素。(5)天文學(xué)家發(fā)覺了734顆極冷矮星,這是目前最大的極冷矮星樣本。該發(fā)覺展示了在暗端的觀測(cè)能力,否認(rèn)了大口徑波譜巡天望遠(yuǎn)鏡研究級(jí)冷矮星的可能性。(6)天文學(xué)家建立了目前最大的、具有高度一致性的高分辨極貧金屬星樣本,對(duì)研究銀河系產(chǎn)生和演變歷史具有重要價(jià)值。(7)天文學(xué)家一次性發(fā)覺591顆高速星,其中43顆是超高速星。這是歷史上一次性捕獲高速星最多的研究工作,將人類長(zhǎng)達(dá)15年使用多個(gè)望遠(yuǎn)鏡發(fā)覺的高速星總數(shù)翻番。
(五)捕獲遙遠(yuǎn)宇宙的信息
天文學(xué)家借助在捕獲遙遠(yuǎn)宇宙信息方面也取得了一些重要進(jìn)展:(1)類恒星是宇宙中最明亮的持續(xù)發(fā)光天體,是研究遙遠(yuǎn)宇宙的重要探針。證認(rèn)的類恒星總量達(dá)到56,176個(gè),其中24,127個(gè)是首次發(fā)覺的。這促使成為目前世界上發(fā)覺類恒星數(shù)量第二多的巡天項(xiàng)目。(2)天文學(xué)家發(fā)覺了1547個(gè)致密星體,其中1417個(gè)為最新發(fā)覺,包括大量綠蠶豆星體、藍(lán)莓星體及紫獼猴桃星體。這種星體中距離月球最遠(yuǎn)的達(dá)到90億光年左右。這是迄今一次性發(fā)覺致密星體數(shù)目最多的研究工作,為了解初期宇宙星體的產(chǎn)生與演變提供了新的視角。
展望
2023年初,波譜數(shù)據(jù)庫(kù)已與日本斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目(SDSS)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)完成了融合,這是繼美國(guó)里爾天文數(shù)據(jù)中心(CDS)系統(tǒng)、歐洲空間局平臺(tái)、德國(guó)虛擬天文臺(tái)(GAVO)后,波譜數(shù)據(jù)庫(kù)又一次與國(guó)際頂尖科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)的合作,此舉將明顯擴(kuò)寬數(shù)據(jù)使用的深度和廣度,進(jìn)一步提高的國(guó)際地位和影響力。
日升月恒,昭昭之宇。第二期波譜巡天任務(wù)將于2023年6月結(jié)束,第三期波譜巡天計(jì)劃于2023年9月開啟。新征程,新目標(biāo),奮楫再出發(fā)。將繼續(xù)守望星空,記錄和見證我國(guó)第一個(gè)天文重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展歷程。