望向深空的追光神器

泰利斯科普

天文學是一門觀測科學，望遠鏡則相當于天文學家的“眼睛”。我們平日里所說的天文望遠鏡多半是指光學望遠鏡，你一定很好奇它是怎么工作的吧？接下來就以我國的郭守敬望遠鏡為例，一起來了解一下吧！

球面主鏡MB

球面主鏡MB位于“鏡筒”的頂端，是星光到達的第二面鏡子。它的尺寸為6.67米×6.05米，由37塊對角線長1.1米、厚度為75毫米的正六邊形子鏡拼接而成，比MA更大一圈兒。MB是不動的，星光經過MA的反射后，會投射到這面鏡子上，再由這面鏡子聚焦到下一站。在MA和MB的配合下，郭守敬望遠鏡不用轉動“鏡筒”，就能觀測整個天空了。

郭守敬望遠鏡，專業名稱是“大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡”。是不是讀完有些暈字？別急，它的英文名縮寫為LAMOST，因此你也可以親切地稱它為“拉磨”。郭守敬望遠鏡是我國目前最大的光學望遠鏡，其外觀看上去就像一個圓腦袋的人在通過長長的鏡筒遙望天空。它的工作通俗來講就是給天空中的星星做“人口普查”。運行至今它共獲得超兩千萬條星星的光譜數據，被譽為“光譜之王”。

焦面系統

MB反射的光線會聚集在焦面系統上，形成清晰的圖像，就像給星星拍照片。這塊直徑1.75米的焦面上有著密密麻麻4000根光纖，每根光纖都能對準一顆星，就像超級細的吸管，精準接收每顆星星的光線。因此，郭守敬望遠鏡可以同時獲得4000個天體的光譜，使其成為世界上光譜獲取率最高的望遠鏡。

主動非球面改正鏡MA

主動非球面改正鏡MA也叫反射施密特改正鏡，是星光到達的第一面鏡子。當望遠鏡啟動觀測時，半圓狀的頂棚就會打開，露出這面鏡子。它的尺寸為5.72米×4.4米，由24塊對角線長1.1米、厚度25毫米的正六邊形子鏡拼接而成。它可以跟蹤天體的運動，在天體經過天頂最高點前后時進行觀測。MA十分“聰明”，能主動改變自己的形狀，這樣無論星星怎么移動，它都能保持光線聚焦。

光譜儀和CCD探測器

郭守敬望遠鏡擁有16臺光譜儀和32臺CCD探測器。光譜儀就像一個“彩虹制造器”，能分解出光線中不同波長的單色光，這樣科學家就能分析星星是由哪些元素組成的，它的表面有多熱。而CCD探測器通過將光信號轉換成電信號，將圖像或光譜記錄下來。

望遠鏡如何望遠

望遠鏡，顧名思義是一種能看得很遠的“眼鏡”，那么望遠鏡究竟是如何望遠的呢？

望遠鏡其實是利用光的折射和反射原理，將光線聚集并放大到我們的眼睛上。當我們利用它觀察遠處的物體時，光線首先進入物鏡將光線聚焦到焦點處，形成倒立縮小的實像。然后這個實像落到目鏡的焦點上，目鏡再將這個實像放大，形成正立放大的虛像，這樣我們就能看到遠處的物體了。

天文望遠鏡的基本原理也是一樣的，但它要觀察的目標遙遠得多，因此功能要比普通望遠鏡強大無數倍。一般來說，望遠鏡的口徑越大，收集到的光就越多，分辨細節的能力就越強。因此，天文學家一直致力于制造更大口徑的天文望遠鏡。但制造一整塊特別大的鏡子實在是困難，科學家就提出可以將多塊較小的鏡子拼接成一塊大鏡子，這就是“拼接鏡面”技術。郭守敬望遠鏡就是采用的這種技術，也是目前大口徑望遠鏡常用的技術之一。

第一臺望遠鏡是怎么來的

1609年，時年45歲的伽利略制作了世界上第一臺天文望遠鏡，直徑僅有4.2厘米。伽利略就是用這臺放大倍率約為33倍的望遠鏡發現了月球表面是凹凸不平的以及木星的四顆衛星，所以伽利略是將望遠鏡用于天文觀測的第一人。從此，人類認知宇宙的固有觀念開始改變，開辟了天文學和近代自然科學發展的新時代。如今人類已經將望遠鏡發射上了太空，將宇宙看得更加清晰。

望天，不止追光

除了光學望遠鏡，世界上還有許多不同類型的望遠鏡，它們各自擅長捕捉不同波長的輻射，共同為我們提供了一個全面的宇宙視角。

射電望遠鏡

射電望遠鏡能夠接收天體發出的無線電波，常用于觀測星系、脈沖星、黑洞等。“中國天眼”（FAST）是世界上最大的單口徑射電望遠鏡，直徑達到500米。

紅外望遠鏡

紅外望遠鏡可以穿透塵埃云，捕捉天體發出的紅外輻射，研究恒星形成區、行星系統以及遙遠的星系。位于夏威夷的麥克斯韋望遠鏡（JCMT）是專門用于紅外觀測的望遠鏡。

紫外望遠鏡

它能探測天體發出的紫外輻射。由于地球大氣層吸收了大部分紫外輻射，這類望遠鏡需要發射到太空中，例如哈勃太空望遠鏡就具備紫外觀測能力。

X射線望遠鏡

X射線望遠鏡可以幫助研究黑洞、中子星等極端天體。硬X射線調制望遠鏡衛星（HXMT）是我國發射的首顆X射線天文衛星，用于觀測宇宙中的高能X射線源。

伽馬射線望遠鏡

伽馬射線望遠鏡用于研究宇宙中最劇烈的事件，如伽馬射線暴。搭載于中國的暗物質粒子探測衛星“悟空”的高能粒子探測器（HEPD）就是用于探測宇宙中的高能粒子，包括伽馬射線。

光學望遠鏡里的巨無霸

目前世界上最大的光學望遠鏡口徑有多大呢？排名第一的是正在建設中的歐洲極大望遠鏡ELT，它的主鏡直徑達39.3米，由798塊1.4米長的正六邊形鏡子組成，是一個名副其實的超級龐然大物。

排名第二的是也在建設中的，位于美國夏威夷群島最高峰上的30米望遠鏡TMT，它的主鏡直徑達30米，由492塊1.44米長的正六邊形鏡子組成，同樣也堪稱望遠鏡界的巨無霸，像一只洞察宇宙的眼睛。