◎本報記者 張 蘊

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，mozixuntianwangyuanjingchenggongfabuxiannvzuoxingxitupian

，zaiwangluoshangyinfaleguangfanguanzhu。zaijingtanyuzhouzhimeidetongshi，yeyoubushaorenhaoqi，xiangmozixuntianwangyuanjingzheyangdeshiyuxuntianwangyuanjingshizenmegeixingkong“拍照”的？它與現有的時域巡天項目相比有何不同？帶著這些問題，科技日報記者采訪了相關專家，探究時域巡天望遠鏡給星空“拍照”的奧秘。

大視場、高像質增強時域巡天能力

墨子巡天望遠鏡的主要任務之一是進行時域巡天觀測。“巡天”是指對所有可觀測的天區分塊逐個進行觀測，“時域”的意思是通過重複觀測同一天區或目標的方法監測天體亮度或其位置隨時間的變化。

那(na)麼(me)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)觀(guan)測(ce)天(tian)體(ti)的(de)原(yuan)理(li)是(shi)什(shen)麼(me)？中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)大(da)學(xue)天(tian)文(wen)學(xue)係(xi)副(fu)主(zhu)任(ren)範(fan)璐(lu)璐(lu)在(zai)接(jie)受(shou)科(ke)技(ji)日(ri)報(bao)記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi)介(jie)紹(shao)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)是(shi)一(yi)台(tai)光(guang)學(xue)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)
，具(ju)有(you)視(shi)場(chang)大(da)、像質高的特點。它能快速、反複地給大麵積天區範圍內的暗弱天體“拍照”
，並利用重複拍攝的照片形成天體亮度或位置變化的動態圖，搜尋宇宙中動態變化的天文事件。

範(fan)璐(lu)璐(lu)介(jie)紹(shao)
，作(zuo)為(wei)一(yi)台(tai)主(zhu)焦(jiao)式(shi)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)就(jiu)像(xiang)一(yi)個(ge)在(zai)焦(jiao)點(dian)上(shang)倒(dao)扣(kou)了(le)一(yi)台(tai)單(dan)反(fan)相(xiang)機(ji)的(de)主(zhu)反(fan)射(she)鏡(jing)。隻(zhi)不(bu)過(guo)
，單(dan)反(fan)相(xiang)機(ji)直(zhi)接(jie)接(jie)收(shou)平(ping)行(xing)光(guang)，而(er)墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)主(zhu)焦(jiao)裝(zhuang)置(zhi)收(shou)集(ji)的(de)是(shi)來(lai)自(zi)主(zhu)反(fan)射(she)鏡(jing)的(de)光(guang)。據(ju)介(jie)紹(shao)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)反(fan)射(she)鏡(jing)和(he)一(yi)組(zu)透(tou)鏡(jing)組(zu)成(cheng)一(yi)個(ge)近(jin)似(si)固(gu)定(ding)焦(jiao)距(ju)的(de)“相機”。這組透鏡包括5塊改正鏡和2塊大氣色散改正鏡。其中5塊改正鏡的作用是改正各種類型的光學像差，在3度大視場範圍內保證天體圖像像質優良；大氣色散改正鏡可用於糾正大氣折射導致的色散效應。

“墨子巡天望遠鏡的視場大小約為6.5平方度。”範璐璐解釋道，“換句話說
，墨子巡天望遠鏡拍一幅圖，覆蓋天空的麵積有33個滿月那麼大。如果隻使用一片濾光片，墨子巡天望遠鏡隻需3個夜晚
，觀測的天區就可以覆蓋整個北天球。”

此ci外wai，根gen據ju研yan究jiu的de動dong態tai事shi件jian的de不bu同tong，巡xun天tian望wang遠yuan鏡jing的de拍pai攝she頻pin次ci也ye不bu相xiang同tong。範fan璐lu璐lu表biao示shi
，目mu前qian
，墨mo子zi巡xun天tian望wang遠yuan鏡jing有you兩liang套tao巡xun天tian計ji劃hua。一yi套tao計ji劃hua巡xun天tian麵mian積ji較jiao小xiao（幾百平方度）、頻次較高（每晚同一天區觀測多次）並且曝光時間較長（曝光90秒）
，旨在搜尋快速變化的動態事件；另一套計劃巡天麵積較大（數千平方度）、頻次較低（每周同一天區觀測多次），曝光時間適中（曝光30秒）。

高海拔台址、特殊光學設計提高靈敏度

與其他光學望遠鏡相比，墨子巡天望遠鏡有哪些特點
？墨子巡天望遠鏡副總設計師、大(da)視(shi)場(chang)巡(xun)天(tian)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)團(tuan)組(zu)首(shou)席(xi)研(yan)究(jiu)員(yuan)鄭(zheng)憲(xian)忠(zhong)在(zai)接(jie)受(shou)科(ke)技(ji)日(ri)報(bao)記(ji)者(zhe)采(cai)訪(fang)時(shi)介(jie)紹(shao)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)具(ju)備(bei)強(qiang)大(da)巡(xun)天(tian)能(neng)力(li)，能(neng)夠(gou)獲(huo)得(de)大(da)量(liang)圖(tu)像(xiang)觀(guan)測(ce)數(shu)據(ju)。利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)，科(ke)學(xue)家(jia)能(neng)開(kai)展(zhan)多(duo)方(fang)麵(mian)的(de)天(tian)文(wen)學(xue)研(yan)究(jiu)
，產(chan)出(chu)科(ke)學(xue)成(cheng)果(guo)。比(bi)如(ru)，它(ta)可(ke)對(dui)天(tian)空(kong)進(jin)行(xing)重(zhong)複(fu)掃(sao)描(miao)觀(guan)測(ce)
，通(tong)過(guo)對(dui)比(bi)圖(tu)像(xiang)，探(tan)測(ce)在(zai)天(tian)球(qiu)上(shang)移(yi)動(dong)的(de)太(tai)陽(yang)係(xi)天(tian)體(ti)，並(bing)能(neng)發(fa)現(xian)亮(liang)度(du)變(bian)化(hua)的(de)天(tian)體(ti)和(he)類(lei)似(si)超(chao)新(xin)星(xing)這(zhe)樣(yang)的(de)爆(bao)發(fa)事(shi)件(jian)。此(ci)外(wai)，墨(mo)子(zi)巡(xun)天(tian)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)還(hai)可(ke)通(tong)過(guo)疊(die)加(jia)持(chi)續(xu)積(ji)累(lei)的(de)觀(guan)測(ce)數(shu)據(ju)提(ti)升(sheng)觀(guan)測(ce)的(de)深(shen)度(du)，使(shi)科(ke)學(xue)家(jia)能(neng)看(kan)到(dao)更(geng)遠(yuan)

、更暗的天體，深入認識銀河係和近鄰宇宙的結構。

範璐璐也表示，墨子巡天望遠鏡使用了國際先進的主焦係統光學設計。它的相機采用9片9K×9K像素的科學級CCD（即電荷耦合器件）拚接而成，其科學成像總像素達7.6億。相機同時集成了波前傳感CCD和導星CCD
，是國內首次實現大靶麵高精度拚接的“三合一”主焦相機。

此外，範璐璐介紹，與其他時域巡天項目相比

，墨子巡天望遠鏡具有多個方麵的優勢。首先
，相比於之前的時域巡天望遠鏡——美mei國guo茲zi維wei基ji瞬shun變bian源yuan探tan測ce設she施shi
，墨mo子zi巡xun天tian望wang遠yuan鏡jing的de主zhu鏡jing口kou徑jing更geng大da，相xiang同tong曝pu光guang時shi間jian下xia具ju有you更geng高gao的de靈ling敏min度du，這zhe不bu僅jin能neng使shi它ta夠gou探tan測ce到dao更geng暗an弱ruo的de動dong態tai事shi件jian，也有利於其更早地捕捉到動態事件
，研究動態事件的早期變化，及時開展後隨觀測。其次

，墨子巡天望遠鏡台址位於我國青海省海西州冷湖鎮賽什騰山天文台址C點，海拔4200米左右
，觀測條件好，光汙染極低

，視寧度好。

“另外
，得益於高海拔台址和特殊的光學設計
，墨子巡天望遠鏡的紫外u波段靈敏度高
，而現有的ZTF巡天沒有紫外u波段。”範璐璐坦言
，“高能動態事件在紫外波段的變化更為顯著。墨子巡天望遠鏡將開展北半球獨特的紫外u波段時域巡天
，這有利於科學家更深入地研究這些事件。”