她是郭守敬望远镜首席科学家

2018-11-10 02:43:25 来源: 重庆晨报 作者:

郭守敬望远镜(LAMOST)

崔向群

  她叫崔向群,是一位出生在重庆的中科院院士

  第一次见到崔向群院士,是在今年的全国两会上,作为全国政协委员的她,和我聊起了她在重庆的点点滴滴。昨日,崔向群院士回到了故乡,这是她时隔十多年再回到重庆。作为LAMOST的首席科学家,除了参加2018重庆国际人才创新创业洽谈会外,还将出席院士工作站挂牌仪式,“支持重庆的科普和教育。”

  兜兜转转在重庆三个区生活过

  出生在万州的崔向群,两三岁就离开万州。在四五岁时,又来到了涪陵一直到准备上小学,“小学没在涪陵上,但在小学四年级后又一直在永川。”

  儿时记忆中的重庆,“物产丰富,老百姓很勤劳。”崔向群告诉记者,她从小觉得“重庆的人都很会说,很多很多的歇后语。”和歇后语一样多的,还有重庆的山,“重庆的山真的比较多。我出生的万州,码头、藤器,香肠很好吃;涪陵有榨菜。”

  之后,崔向群在南京求学、工作。“我从小一直到现在,都是喝长江水。涪陵能看到乌江和长江,对长江的印象可以说很深。小的时候在长江上游,从上大学到工作都在南京。可以说是同饮一江水。”重庆的山、水,让崔向群记忆犹新。

  虽说已在南京工作、生活,但她经常回重庆,“去年春节和前年春节都回到了重庆,基本都是在主城区。”

  对于主城区,长远的记忆中,崔向群记住了高高低低的吊脚楼,记住了爬坡上坎的两路口(菜园坝)火车站,“现在变化很大,重庆的高楼林立,很气派。站在楼上从高处看,风景很好,特别是一看到嘉陵江和长江,就感到心情很愉快。”

  依靠LAMOST

  发现宇宙中锂含量最高恒星

  有山有水的故乡、变化很快的故乡,让崔向群心情愉悦。作为LAMOST的首席科学家,今年8月,崔向群应该说心情也非常愉悦。

  因为那时,中国科学家发现了宇宙中锂含量最高恒星,这颗距离地球约4500光年的恒星被发现,就是依靠郭守敬望远镜(LAMOST)。

  这颗奇特天体,它的锂元素含量约为同类天体的3000倍,是目前人类已知锂元素含量最高的恒星。锂元素是连接宇宙大爆炸、星际物质和恒星的关键元素,它在宇宙和恒星的演化一直以来是天文领域的重要课题。

  不仅如此,此前中科院国家天文台发布消息,国家重大科技基础设施郭守敬望远镜LAMOST,已圆满完成一期光谱巡天观测。经过5年观测,LAMOST一期巡天共发布光谱901万条,是世界上其它巡天项目发布光谱数总和的1.8倍。利用LAMOST数据,天文学家共发表SCI论文345篇,在搜寻奇异天体、给银河系重新画像等研究领域取得了一批重大成果。

  这些光谱有什么作用呢?

  简单来说,就是科学家靠光谱分析,从而得知遥远的星球信息。牛顿用三棱镜分解日光,这就是太阳的可见光的光谱。犹如人的指纹不尽相同,不同的元素在燃烧时,都具有自己独特的光谱和颜色。因此,天文学家只要能得到星体的光,就可通过光谱分析,知道这个星体由什么物质构成。

  而LAMOST对银河系的巡天,就是要把大部分的恒星挑出来看一遍,以了解银河系中恒星的化学组成,它们的分布、年龄以及运动方式等,从而对银河系有更多的了解。

  用LAMOST数据的大样本优势,科学家精确估算了上百万颗恒星的年龄,使具有精确年龄的恒星样本增加了1000倍,为银河系演化研究提供了基础数据。此外,在LAMOST光谱中还发现了大量贫金属星,构建了目前世界上最大的、适合现有大望远镜跟踪观测的宇宙化石样本。

  LAMOST也让科学家对银河系大小有了新的认识,科学家通过LAMOST观测,并和国际合作,先后把银河系盘的半径从5万光年增加到6.2万光年。而最近新的研究结果表明甚至到了10万光年。

  目前,LAMOST已经开始进行二期巡天计划,在为期5年里,将开启中、低分辨率光谱巡天交替进行的观测模式,有望获得包括锂元素在内的近20种金属特征谱线,并将为探测恒星内部结构及双星演化、搜寻系外行星和地外生命等研究提供数据支撑。

  为节约经费

  科学家们拼接“镜片”组成LAMOST

  LAMOST一期光谱巡天短短5年,就取得了这些重大成果。这个大科学装置究竟有哪些特点?在巡天观测中有哪些过人之处?

  作为LAMOST建设时期的总工程师的崔向群,还向记者讲述了一段少有人知的故事。

  LAMOST是我国科学家自主创新研制的一架主动反射施密特天文望远镜。它应用主动光学技术,首创在观测过程中精确控制镜面曲面形状的连续不断变化,突破了天文望远镜大口径与大视场难以兼得的瓶颈,是世界上口径最大的大视场望远镜。

  “它把不能做成大口径的折射镜片,改成了可以做成大口径的反射镜片,从而做成大口径大视角。大视场兼具大口径,大视场就像我们的照相机广角,可以一次看很多、拍很广的视野。大口径就是说它得到的光能量比较多,可以看到的天体更深远。LAMOST可以同时观测4000个天体。”崔向群说。

  LAMOST之所以能同时观测4000个天体,和其拥有4000根光纤有关。

  然而,在开始建造时,国际上只有美国的斯隆(SDSS),其可以用几百根光纤同时观测,“几百根光纤到几千根光纤,是数量级的提升,怎么光纤定位呀?”当时就有人问崔向群。

  “我们就想借鉴SDSS,用打孔的方式,再人工插,你们一块板是600根,那我们就七块板,我们人多嘛。”但这一方案在最后变为了中国创新的并行可控双回转光纤定位系统,“这一定位系统可在数分钟的时间里,将焦面上4000根光纤按星表位置精确定位,并提供光纤位置的微调,其中90%的光纤定位精度在一角秒之内。”

  “我们在反射镜上同时采用了薄镜面主动光学和拼接镜面主动光学技术,加上并行可控式光纤定位技术解决了同时精确定位4000个观测目标像素的难题。这些都是国际领先的技术创新。”崔向群说,其实拼接镜面,在当时来说,可以算是“无奈“的选择。

  当时,“我们是两块大镜子,一个5米多,一块6米多。当时也想买大镜丕,但每一块镜子差不多一亿人民币,整个项目就是两亿多,就没钱做别的事。所以最后还是用拼接技术,两块镜子由61块小镜片拼接成,最后五千万元解决。“其实,在镜片拼接的背后,是极其复杂的控制和运算。

  这些镜片更换一块需要一天,而且科研人员还必须让拼接镜片像一整片镜片那样工作共焦。

  我相信现在很多女性,在从事她感兴趣的工作时,不会过多考虑性别。

  大咖声音

  大咖档案

  崔向群,1951年12月出生于重庆万州,毕业于南京理工大学。中科院南京天文光学技术研究所研究员,南京理工大学、中国科技大学兼职教授。

  中国天文学会第十二届(2010-2014)理事会理事长,中国南极天文中心副主任,国际天文学会(IAU)光学红外技术分会组委,国际南极研究科学委员会(SCAR)南极天文和天体物理学(AAA)科学规划组成员。2009年当选为中国科学院院士,2010年当选为第三世界科学院院士。

  负责研制成功包括多项世界前沿新技术的我国创新的世界上口径最大的大视场和光谱获取率最高的望远镜LAMOST—大天区面积多目标光纤光谱望远镜,在国际上将主动光学发展到新的水平,同时将我国望远镜研制水平推进到国际前沿,为我国研制下一代极大口径望远镜创造了条件。

  对话

  重庆晨报:工作繁忙,落下了“职业病”,但你还是通宵达坦地忙碌,家庭方面顾及得比较少,你后悔吗?

  崔向群:我笃定任何事情必须要全力以赴,东抓一把西抓一把肯定都做不好。在家庭与事业、大家和小家之间,我做了自认为正确的选择。但对小孩还是有些愧疚,孩子看到我整天忙碌,都不选择我从事的工作。

  重庆晨报:作为女科学家,你觉得事业和家庭可以兼顾吗?

  崔向群:首先我自己没做好,只能谈教训。但我也看到有别人做得很好的。之前在德国时,我一个同事的妻子,他们有3个小孩,他的妻子非常热爱自己的事业,几乎把自己挣的钱,全用来请保姆,这就是她的选择。周末她也会和孩子在一起。

  重庆晨报:你这次回重庆,除了参加2018重庆国际人才创新创业洽谈会外,听说还会参加院士工作站的挂牌仪式。

  崔向群:对,和我们合作的这家企业主要是做科普教育的,我想为重庆的科普、教育做点事。但遗憾的是,这次没时间坐下来和青少年们谈科普。

  本报记者罗薛梅

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