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"> 圖為星際塵埃示意圖。
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近日，基于中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)運(yùn)行的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）的多類型恒星的精確參數(shù)和Gaia衛(wèi)星數(shù)據(jù)，中外天文學(xué)家構(gòu)建了世界上第一個(gè)億顆恒星級(jí)消光數(shù)據(jù)庫(kù)，繪制并發(fā)布了首幅覆蓋全天的銀河系三維塵埃消光規(guī)律圖，為之后的天文觀測(cè)和科學(xué)研究提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和全新視角。該成果以封面文章形式發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。
構(gòu)建出銀河系三維塵埃消光規(guī)律圖
星際塵埃對(duì)星光的吸收和散射會(huì)改變觀測(cè)天體的光度和顏色，也就是“消光效應(yīng)”，準(zhǔn)確的“消光改正”是開展各項(xiàng)研究的關(guān)鍵。
該成果中，研究人員利用LAMOST數(shù)據(jù)訓(xùn)練出了光譜生成式模型，將該模型應(yīng)用于Gaia超過1億顆擁有低分辨率光譜的恒星數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建出了首幅覆蓋全天的、深度可達(dá)1.6萬光年的銀河系三維塵埃消光規(guī)律圖。
正是LAMOST大視場(chǎng)多目標(biāo)光譜獲取能力，才使研究者獲得了大量銀盤內(nèi)的處于中、高消光區(qū)恒星的準(zhǔn)確參數(shù)；正是LAMOST數(shù)據(jù)中恒星類型的多樣性和分布廣泛性，使得依托LAMOST數(shù)據(jù)訓(xùn)練的模型可以被應(yīng)用于1億余顆的恒星。該成果將迄今已測(cè)量的銀河系恒星視線數(shù)提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，解鎖了銀河系塵埃消光認(rèn)知的新維度。
發(fā)布數(shù)量連續(xù)10余年居世界第一
LAMOST是我國(guó)自主研制的世界上口徑最大的大視場(chǎng)望遠(yuǎn)鏡，推開了大規(guī)模光譜巡天的大門。2012年投入正式運(yùn)行以來，構(gòu)建了目前國(guó)際上天區(qū)覆蓋最完備、巡天體積和采樣密度最大、統(tǒng)計(jì)一致性最好、樣本數(shù)量最多的天文數(shù)據(jù)集。
每年3月，新一批的LAMOST觀測(cè)數(shù)據(jù)都會(huì)向國(guó)內(nèi)天文學(xué)家發(fā)布，一年半的保護(hù)期過后免費(fèi)向全世界公開發(fā)布。目前，LAMOST已發(fā)布了12次光譜數(shù)據(jù)，發(fā)布數(shù)量連續(xù)10余年居世界第一。多達(dá)2500萬條的光譜成為天文學(xué)家開展研究的寶貴資源。近年來，LAMOST光譜數(shù)據(jù)庫(kù)已逐步完成了與國(guó)際天文界主要數(shù)據(jù)庫(kù)的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)了更大程度的開放共享，進(jìn)一步發(fā)揮了LAMOST大樣本優(yōu)勢(shì)。
“光譜數(shù)據(jù)超市”全球共享
LAMOST光譜數(shù)據(jù)的誕生經(jīng)歷了復(fù)雜而精細(xì)的過程，包括觀測(cè)目標(biāo)選取、夜間觀測(cè)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)發(fā)布等環(huán)節(jié)。
首先，天文學(xué)家根據(jù)科研需要列出觀測(cè)星表，給出需要觀測(cè)的目標(biāo)和優(yōu)先級(jí)，經(jīng)篩選和光纖分配后，工作人員制定每日的觀測(cè)計(jì)劃。
夜幕降臨，天氣晴朗，望遠(yuǎn)鏡便開啟星空之旅，一次觀測(cè)能同時(shí)對(duì)準(zhǔn)4000個(gè)天體，捕捉星光，這些星光通過光纖傳輸?shù)酵h(yuǎn)鏡的16個(gè)光譜儀中，光譜儀把收集到的光按不同顏色分開，形成一條條光譜。這些光譜信息被探測(cè)器記錄下來，就成了原始觀測(cè)數(shù)據(jù)。
原始的數(shù)據(jù)隨后被傳到北京數(shù)據(jù)中心，工作人員再將這些數(shù)據(jù)深入處理，主要包括去除噪聲等“雜質(zhì)”，校正一些儀器本身帶來的誤差，從而獲得純凈的光譜。隨后將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，測(cè)量參數(shù)并檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)產(chǎn)品準(zhǔn)確可靠。
最后數(shù)據(jù)被整理到一個(gè)專門數(shù)據(jù)庫(kù)里，通過數(shù)據(jù)發(fā)布網(wǎng)站發(fā)布出去。這個(gè)網(wǎng)站就像天文學(xué)家的“光譜數(shù)據(jù)超市”，研究人員隨時(shí)按需下載，開展各項(xiàng)研究。
目前，來自全球236所科研機(jī)構(gòu)的1700余名用戶正在利用LAMOST數(shù)據(jù)開展研究。光譜數(shù)據(jù)助力天文學(xué)家開展了迄今最為系統(tǒng)化的銀河系研究，并在恒星物理、特殊天體搜尋、系外行星等方面均取得了一系列突破性成果，發(fā)表高質(zhì)量論文1900余篇?？茖W(xué)產(chǎn)出已步入國(guó)際大型（6—10米）天文望遠(yuǎn)鏡的先進(jìn)行列，代表性成果包括揭示銀河系早期形成和演化歷史，發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量黑洞和罕見的小黑洞，發(fā)現(xiàn)第一代恒星的化學(xué)遺跡等，推動(dòng)諸多前沿領(lǐng)域的研究取得國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
（作者為中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)高級(jí)工程師）
《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2025年04月12日 06 版）