來自地球的“宇宙戶籍警”

藍梓勻

通過大數據，人類可以輕松地進行戶籍管理。而科學的發展遠遠超乎我們的想象。如今，科學家們已經開始放眼外太空，借助研發的“宇宙戶籍警”，對滿天星斗查起了“戶口”。

星星的“戶口簿”長什么樣呢？中國科學院研究員以恒星為例，做出如下解釋：“天文望遠鏡觀測屏幕上那一排排灰白相間的閃爍條紋就是恒星的光譜。光譜包含了關于恒星特性的各種信息，能夠揭示恒星的運動狀態、溫度、質量和化學成分，類似于人們的籍貫、住址、年齡、性別、職業等戶籍信息。如果說漂亮的星云圖是星星的剪影，那么光譜圖就是它們的證件照和戶口簿。”而“宇宙戶籍警”的核心任務就是捕獲各種神秘星體的“戶籍信息”。

郭守敬巡天望遠鏡：?效率最高的“宇宙戶籍警”

位于河北省興隆縣的郭守敬巡天望遠鏡，代號為LAMOST，是目前世界上恒星“戶口簿”獲取率最高的“戶籍警”。它的主鏡由37塊邊長1.1米的六角形鏡子拼接而成，能夠主動改變鏡片形狀，克服由重力、溫度和風力造成的鏡面影響，使“戶口簿”成像更加清晰。直徑1.75米的焦面上分布著4000根光纖（國際上同類設備僅可容納640根），其自動定位系統可以在數分鐘內將光纖按星表位置精確定位，敏銳地捕捉到一些不易察覺的恒星蹤跡。

迄今為止，郭守敬巡天望遠鏡已經捕獲了七百余萬顆恒星的“戶籍信息”，比世界上所有已知的光譜巡天項目獲取的數據總數還要多，構建了世界上最大的恒星“戶口數據庫”。同時，中國科學院國家天文臺通過它的觀測，還得出了快速射電暴、星團中寄生的恒星星族、太陽“超級耀斑”、活動星系核中罕見的X射線準周期振蕩等重大發現，可謂戰功顯赫。

大口徑全景巡天望遠鏡：?來勢最猛的“宇宙戶籍警”

大口徑全景巡天望遠鏡屹立在智利阿塔卡馬沙漠山巔，代號是LSST，擁有世界上最強大的數碼相機，其分辨率高達32億像素，所拍攝的任意一張星星“戶籍照”都需要1500塊高清電視屏才能展示出來。目前，美國能源部仍在完善它的各類巨型組件。它的相機和一輛小型汽車差不多大，重量超過三噸，里邊包含一個能改變過濾器的機械裝置和大型快門，能夠拍攝比滿月大40倍的夜空區域，捕捉更多來自昏暗天體的“戶籍信息”。

這位“宇宙戶籍警”每三天便能生成一次南部星空的“戶籍影像”，一次就能完成哈勃太空望遠鏡需要花120年才能完成的工作。它能幫助天文學家追蹤數以億計的星際“逃亡者”、觀看星系碰撞以及恒星的出生與死亡過程。

據科學家估算，大口徑全景巡天望遠鏡在10年內已經探測過幾百億個星體，每年還會檢測到25萬顆超新星，并將迄今為止數量最多的恒星以及觀測到的星系按目錄進行分類，所以稱其為“來勢最猛的宇宙戶籍警”毫不為過。

南極亮星巡天望遠鏡：?耐力最強的“宇宙戶籍警”

南極亮星巡天望遠鏡守衛在“人類不可接近之極”——南極大陸的最高點冰穹A，是史上耐力最強的“宇宙戶籍警”。它體長2.4米，焦距長度1867毫米，是我國自主研發的全自動無人值守望遠鏡，也是目前在南極運行的最大口徑光學巡天望遠鏡。它裝備了目前世界上最大的單片電荷耦合器件，能一次觀測到9個太陽大小的天區，24小時就可覆蓋整個天空。

南極亮星巡天望遠鏡的工作地點海拔高度為4091米，年平均氣溫是零下56攝氏度，平均溫差高達120攝氏度。在這種環境下使用的光學儀器，通常會面臨兩大技術難點：一是當溫度快速升高時，鏡面會結霜;二是當溫度變化大時，會產生系統的熱變形，尤其是光學元件的熱變形，近而會降低光學成像的質量。而南極亮星巡天望遠鏡不僅完美地攻克了這兩個技術難點，還充分利用南極大氣視寧度小、透過率高和邊界層低等地理優勢，實現了長達數月的連續觀測，成功獲取了Ia型超新星以及HAT-P-3b、HAT-P-12b等銀河系外行星源的“戶籍信息”，為科學家們研究超新星、宇宙暗能量以及搜尋系外行星和變星提供了強大支持。

詹姆斯·韋伯空間望遠鏡：?視野最廣的“宇宙戶籍警”

與其他在地球上工作的“宇宙戶籍警”不同，詹姆斯·韋伯空間望遠鏡被安裝在距離地球160萬千米遠的軌道上。它一面圍繞太陽軌道運行，一面開展星際“戶口調查”，成為視野最廣闊的“宇宙戶籍警”。

詹姆斯·韋伯望遠鏡號稱史上最大的太空望遠鏡。當它置身于太空時，既不會受到太陽光和熱量的侵襲，又可以避免來自地球和月球反射光的干擾。它身上裝備的18面六方反射鏡，可以接收大量紅外光，幫助科學家更清晰地觀察太空。

2016年11月，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡由美國宇航局修建完工，還需要進行一系列復雜的機械測試之后它才能在軌道上執行艱巨的任務。屆時，科學家們將通過它反饋回來的星星“戶口簿”，研究宇宙中誕生的第一代恒星和星系，分析附近系外行星的可居住性。

隨著一顆顆神秘星體的“戶口”被曝光，宇宙的神秘面紗也正被悄然揭開。相信在不久的將來，會有更多的“宇宙戶籍警”涌現出來，大顯神通，為我們揭示更多太空的奧秘。