3月31日，中科院國(guó)家天文臺(tái)對(duì)國(guó)內(nèi)天文學(xué)家和國(guó)際合作者發(fā)布了郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST ）DR10（v1.0版本）數(shù)據(jù)集。該數(shù)據(jù)集包含光譜總數(shù)2229萬余條，是目前國(guó)際上其它巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)布光譜數(shù)之和的2.9倍。LAMOST成為世界上首個(gè)發(fā)布光譜數(shù)突破兩千萬的巡天項(xiàng)目。

千萬光譜再翻倍 十年居世界之最

【資料圖】

此次發(fā)布的DR10數(shù)據(jù)集是LAMOST于2011年10月至2022年6月觀測(cè)獲取的光譜數(shù)據(jù)，其中包含5923個(gè)低分辨率觀測(cè)天區(qū)，1951個(gè)中分辨率觀測(cè)天區(qū)。發(fā)布的2229萬條光譜數(shù)據(jù)包括1181萬條低分辨率光譜，1048萬條中分辨率光譜，中、低分辨率光譜均突破千萬。此外，DR10發(fā)布數(shù)據(jù)中還包括一個(gè)約961萬組的恒星光譜參數(shù)星表。LAMOST發(fā)布光譜數(shù)和恒星參數(shù)星表數(shù)量，連續(xù)十年穩(wěn)居國(guó)際第一。

2009年，驗(yàn)收專家們?cè)陧?xiàng)目驗(yàn)收時(shí)曾指出LAMOST是中國(guó)科技領(lǐng)域自主創(chuàng)新的典范，它將使人類觀測(cè)天體光譜的數(shù)目提高一個(gè)數(shù)量級(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，LAMOST成為全球首個(gè)發(fā)布光譜總數(shù)超千萬的巡天項(xiàng)目。四年時(shí)間，LAMOST獲取的光譜數(shù)量再翻一倍。如今，LAMOST已經(jīng)獲取了兩千萬量級(jí)的光譜數(shù)據(jù)。在過去十年間，LAMOST開啟并引領(lǐng)了國(guó)際大規(guī)模光譜巡天之路，成為國(guó)際上大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的經(jīng)典之作。

年均發(fā)表論文超200篇解讀宇宙再升級(jí)

截止目前，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)和大學(xué)的1385位用戶正在利用LAMOST數(shù)據(jù)開展研究工作，已發(fā)表高質(zhì)量論文1200余篇，引用13000余次。近兩年的科研產(chǎn)出呈現(xiàn)出井噴式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，LAMOST年均發(fā)表論文超過200篇，其中國(guó)外天文學(xué)家發(fā)表的科學(xué)論文占40%以上，彰顯了LAMOST數(shù)據(jù)的國(guó)際影響力。LAMOST的科學(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。

LAMOST助力全球天文學(xué)家在銀河系結(jié)構(gòu)與形成演化、恒星物理的探究、特殊天體和致密天體的搜尋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。

2023年初，LAMOST DR8光譜數(shù)據(jù)庫已與美國(guó)斯隆數(shù)字巡天項(xiàng)目（SDSS）的 CasJobs數(shù)據(jù)系統(tǒng)完成了融合，這是繼法國(guó)斯特拉斯堡天文數(shù)據(jù)中心（CDS）VizieR系統(tǒng)、歐洲空間局ESASky平臺(tái)、德國(guó)虛擬天文臺(tái)（GAVO）后，LAMOST光譜數(shù)據(jù)庫又一次與國(guó)際頂級(jí)科學(xué)數(shù)據(jù)平臺(tái)的合作，此舉將顯著拓寬LAMOST數(shù)據(jù)使用的深度和廣度，進(jìn)一步提升LAMOST的國(guó)際地位和影響力。

據(jù)介紹，LAMOST第二期光譜巡天任務(wù)將于2023年6月結(jié)束，第三期光譜巡天計(jì)劃于2023年9月開啟。新征程，新目標(biāo)，奮楫再出發(fā)。LAMOST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。

盤點(diǎn)郭守敬望遠(yuǎn)鏡系列成果

繪制銀河的時(shí)空“畫像”

自古以來，這條橫亙天際的銀河，引起了人們無盡的想象和勇往直前的探索。LAMOST兩千萬量級(jí)的光譜數(shù)據(jù)構(gòu)筑了“數(shù)字銀河系”的根基，這對(duì)于繪制銀河系的時(shí)空“畫像”具有不可替代的科學(xué)意義。從“身高體重”到“樣貌身材”再到“成長(zhǎng)歷史”，LAMOST助力天文學(xué)家多維度刻畫銀河系全貌。

銀河早期形成和演化示意圖：138億年前宇宙大爆炸，130億年前銀河系厚盤開始形成，110億年前銀暈形成，80億前至今銀河薄盤形成。（喻京川）

2022年3月24日，《自然》封面文章發(fā)布了一項(xiàng)中外天文學(xué)家的研究成果。研究人員利用LAMOST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25萬恒星的年齡信息，從時(shí)間軸上清晰還原了銀河系幼年和青少年時(shí)期的成長(zhǎng)史，揭開了銀河系塵封已久的過往，刷新了人們對(duì)銀河系早期形成歷史的認(rèn)知。這一成果為人類最終構(gòu)建恢弘的銀河系史冊(cè)譜寫了重要篇章。

2022年，科研人員依托LAMOST數(shù)據(jù)精確測(cè)量出銀河系質(zhì)量約為5500億倍太陽質(zhì)量，相比國(guó)際其它團(tuán)隊(duì)測(cè)量的平均值（約1萬億倍太陽質(zhì)量）縮小了近一半，精度提高了近一倍。這意味著銀河系的“身材”可能比傳統(tǒng)認(rèn)知的還要 “苗條”一半。

2021年，天文學(xué)家利用LAMOST和Gaia數(shù)據(jù)，揭示了銀河系中反銀心方向上的子結(jié)構(gòu)（恒星聚集的團(tuán)塊）起源于銀河系外盤，而并非銀河系吸積的矮星系遺跡。該結(jié)論結(jié)束了天文界長(zhǎng)期以來關(guān)于反銀心子結(jié)構(gòu)起源的爭(zhēng)議。研究還發(fā)現(xiàn)銀河系的子結(jié)構(gòu)可延伸到距離銀河系中心9.78萬光年處，是經(jīng)典銀盤尺寸的2倍。這佐證了之前LAMOST發(fā)現(xiàn)銀河系尺寸從“二環(huán)”擴(kuò)建到“五環(huán)”的結(jié)論。

LAMOST 以一個(gè)個(gè)嶄新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，重新繪制了銀河系的時(shí)空“畫像”。

破解恒星世界的謎團(tuán)

恒星是研究天體物理最重要的探針，追溯恒星生命歷程中的故事一直是天文學(xué)家研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。近年來，LAMOST在恒星物理的領(lǐng)域同樣大放異彩。

2023年初，研究人員在《自然》上發(fā)表了一項(xiàng)利用LAMOST數(shù)據(jù)的重要成果：首次觀測(cè)到天體物理學(xué)中一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)理論——“恒星初始質(zhì)量函數(shù)”，隨著銀河系演化歷史和環(huán)境發(fā)生了顯著變化。該發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了恒星初始質(zhì)量分布規(guī)律在宇宙各處都不變的經(jīng)典理論，刷新了人類對(duì)這一基本概念的認(rèn)知，將對(duì)天體物理多個(gè)領(lǐng)域的研究發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

2022年，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了一項(xiàng)重要成果，國(guó)際團(tuán)隊(duì)在銀河系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)目前宇宙中金屬元素含量最低的球狀星團(tuán)遺跡。研究團(tuán)隊(duì)獲取的7顆有光譜的該球狀星團(tuán)成員星中，包含了一顆LAMOST觀測(cè)的恒星，其金屬元素含量約為太陽的1/2500，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)認(rèn)知中球狀星團(tuán)的金屬含量下限，為最終該球狀星團(tuán)遺跡的發(fā)現(xiàn)提供了重要的參考價(jià)值。

推動(dòng)“黑洞獵手計(jì)劃”新發(fā)現(xiàn)

2022年，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然﹒天文》發(fā)表了LAMOST黑洞獵手計(jì)劃的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)?；贚AMOST時(shí)域巡天數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)在距離地球約1037光年處發(fā)現(xiàn)了一顆寧靜態(tài)中子星。這是繼2019年證認(rèn)了一顆寧靜態(tài)恒星級(jí)黑洞之后，LAMOST黑洞獵手計(jì)劃在致密天體搜尋領(lǐng)域取得的又一項(xiàng)重要成果。 LAMOST大規(guī)模巡天的優(yōu)勢(shì)使得天文學(xué)家可以利用視向速度監(jiān)測(cè)方法來發(fā)現(xiàn)寧靜態(tài)的黑洞、中子星等致密天體，打破了依賴X射線搜尋致密天體的觀測(cè)限制。

LAMOST發(fā)現(xiàn)寧靜態(tài)中子星示意圖（喻京川）

利用同樣的方法，以色列天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)包含寧靜態(tài)中子星的雙星系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)包含極低質(zhì)量白矮星前身星和致密天體的雙星系統(tǒng)。LAMOST黑洞獵手計(jì)劃已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了10余個(gè)包含致密天體候選體的雙星系統(tǒng)。該系列工作為搜尋難以探測(cè)的寧靜態(tài)中子星、黑洞等致密天體起到了實(shí)質(zhì)性推動(dòng)作用，為進(jìn)一步研究致密天體的性質(zhì)和形成理論奠定了基礎(chǔ)。

搜尋星海里的罕見“明星”

浩瀚星空的舞臺(tái)上眾星云集，在它們之中，總有那么幾類非同一般的天體以自身獨(dú)特的魅力傲立群雄，成為宇宙星海中奇特而又罕見的“明星”。搜尋這些稀有天體是非常有價(jià)值的工作，但因?yàn)橄∮卸惓＠щy。若沒有大樣本的數(shù)據(jù)“海洋”，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)“大海撈針”般的搜尋工作。近年來，LAMOST星海弄潮，珍貝滿目。一批批特殊天體不斷亮相，成為解讀宇宙奧秘的珍貴 “密碼”。

2022年，發(fā)揮LAMOST巡天優(yōu)勢(shì)，天文學(xué)家一次性發(fā)現(xiàn)了九顆罕見的超富鋰矮星，其中一顆超富鋰矮星的鋰元素含量達(dá)到太陽的31倍，刷新了此類恒星的鋰元素含量紀(jì)錄。在此之前，天文學(xué)家僅發(fā)現(xiàn)過四顆類似的超富鋰矮星。該成果在揭示超富鋰矮星中鋰元素的起源與演化機(jī)制等具有重要的科學(xué)意義。

過去幾年，LAMOST在富鋰巨星研究方面同樣取得了一系列突破性進(jìn)展，其中三篇成果發(fā)表在《自然﹒天文》期刊：發(fā)現(xiàn)了人類已知的鋰元素含量最高的富鋰巨星，并后續(xù)獲取了目前世界上最大的富鋰巨星樣本，遠(yuǎn)超人類40年來發(fā)現(xiàn)富鋰巨星的數(shù)量總和；揭示富鋰巨星的真身是紅團(tuán)簇星；揭秘類太陽恒星氦閃后普遍可以產(chǎn)生鋰元素等。該系列成果加深了人類對(duì)富鋰巨星以及巨星中鋰元素演化的認(rèn)知。

2022年，我國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在LAMOST光譜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了734顆極冷矮星，這是目前最大的、具有均一光譜數(shù)據(jù)的極冷矮星樣本。極冷矮星質(zhì)量小，顏色紅，亮度暗，觀測(cè)難度非常大，對(duì)觀測(cè)設(shè)備的要求極高。該發(fā)現(xiàn)展示了LAMOST在暗端的觀測(cè)能力，證實(shí)了大口徑光譜巡天望遠(yuǎn)鏡研究極冷矮星的可能性。

2022年，天文學(xué)家利用LAMOST和Subaru數(shù)據(jù)構(gòu)建了目前最大的、具有高度一致性的高分辨極貧金屬星樣本，對(duì)研究銀河系形成和演化歷史具有重要價(jià)值。

2021年，天文學(xué)家利用LAMOST和Gaia數(shù)據(jù)，一次性發(fā)現(xiàn)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，將人類歷時(shí)15年使用多個(gè)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的高速星總量翻倍。

捕獲遙遠(yuǎn)宇宙的信息

類星體是宇宙中最明亮的持續(xù)發(fā)光的天體，是研究遙遠(yuǎn)宇宙的重要探針。截止目前， LAMOST證認(rèn)的類星體總數(shù)達(dá)到56,176個(gè)，其中24,127個(gè)是LAMOST首次發(fā)現(xiàn)的。這使得LAMOST成為目前世界上發(fā)現(xiàn)類星體數(shù)目第二多的巡天項(xiàng)目，僅次于美國(guó)斯隆數(shù)字巡天(SDSS)。這為變臉類星體和寬吸收線類星體等罕見類星體的搜尋提供了寶貴的光譜數(shù)據(jù)。

2022年，天文學(xué)家在LAMOST海量光譜中發(fā)現(xiàn)了1547個(gè)致密星系，其中1417個(gè)為最新發(fā)現(xiàn)的，包括大量綠豌豆星系、藍(lán)莓星系及紫葡萄星系。這些星系中距離地球最遠(yuǎn)的達(dá)到90億光年左右。這是迄今一次性發(fā)現(xiàn)致密星系數(shù)量最多的研究工作。在這之前，最大的具有光譜信息的致密星系樣本僅約800個(gè)成員。這些致密星系為了解早期宇宙星系的形成與演化提供了新的視角。（記者宋雅娟）